Offshore-HGÜ-Systeme

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Offshore-HGÜ-Systeme sind Systeme zur Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung des gewonnenen Stroms von Offshore-Windparks zum Land. Sie dienen der verlustarmen elektrischen Energieübertragung und werden zu diesem Zweck bisher nur in Deutschland (Nordsee) eingesetzt, da hier Offshore-Windparks (OWP) im Gegensatz zu Großbritannien und Dänemark meist außerhalb des Sichtbereichs von der Küste errichtet werden, und daher größere Distanzen zu überwinden sind. Es ist zu erwarten, dass diese Technologie auch in anderen Ländern eingesetzt wird, wenn hier die küstennahen Standorte besetzt sind. Außerhalb Deutschlands sind Offshore-HGÜ-Systeme auch zur Versorgung von Öl- und Gas-Plattformen im Einsatz, zum Beispiel Troll A.

Aufbau und Funktionsweise

Da die Entfernungen über die der erzeugte Strom bis zum Netzanschluss transportiert werden muss je nach Lage des Windparks bis zur Küste 30 bis 120 km betragen können, entstehen bei der Drehstromübertragung in den Seekabeln durch den Kapazitätsbelag große Verluste. Daher werden – üblicherweise vom zuständigen Übertragungsnetzbetreiber – in der Nähe der OWP auf See sogenannte Konverterplattformen errichtet, auf denen der Dreiphasenwechselstrom für den Transport in Gleichstrom gewandelt wird. Diese Offshore-HGÜ-Systeme sind im Aufbau aufwändig, verringern jedoch die Übertragungsverluste der Kabel über die große Entfernung erheblich, da bei Gleichstrom der Kapazitätsbelag des Seekabels keine Rolle spielt.

HGÜ-Landstation Büttel, Blick auf die Stromrichterstation

Offshore-HGÜ-Systeme bestehen aus einer auf der Plattform aufgebauten Stromrichterstation zur Wandlung des Drehstromes in Gleichstrom, dem HGÜ-Seekabel und einer Stromrichterstation an Land. Letztere wandelt den Strom in Drehstrom zurück und ermöglicht die Einspeisung in das Verbundnetz. Im Offshore-Bereich war diese HGÜ-Technologie Neuland, nur wenige Unternehmen (Siemens, ABB, Alstom) verfügen bisher über Erfahrungen in dieser Technologie.

Die Werften von Nordic Yards in Mecklenburg-Vorpommern bauten mehrere Offshore-HGÜ-Plattformen, die von Siemens ausgerüstet wurden. Je nach Leistung wiegen die fertig ausgerüsteten HGÜ-Plattformen 2.500 bis 10.000 Tonnen.

Der Aufwand zur Planung und zum Aufbau der Offshore-Windenergie als Gesamtsystem ist komplexer und aufwändiger als die bisherigen HGÜ-Anlagen an Land. Dieser Aspekt wurde von allen Beteiligten, auch von den Energieversorgungsunternehmen und den Politikern der Länder und des Bundes, unterschätzt. Daher befand sich die Infrastruktur zur Stromübertragung an Land zu Beginn des Offshore-Ausbaus nicht im Zeitplan und der Ausbau der Offshore-Windparks geriet aufgrund verspäteter Anschlusstermine und Offshore-HGÜ-Systeme ins Stocken.

Länderübergreifende Offshore-HGÜ-Systeme

Die ersten länderübergreifenden Offshore-HGÜ-Systeme gibt es bereits, z. B. zwischen Dänemark und Deutschland (Kontek). Ein breiter Ausbau dieser Technologie wird zu einem festen Bestandteil der Ausbaupläne hinsichtlich der Offshorewindkraft in Europa. Solche Interkonnektoren sollen Effizienz und Versorgungssicherheit erhöhen, insbesondere wenn solche Verbindungen Länder mit einer starken Wasserkraft integriert.

HGÜ-Anlagen in der Deutschen Bucht (fette schwarze Linien)

Offshore-HGÜ-Anlagen in der Deutschen Bucht der Nordsee

Die meisten deutschen Offshore-Windparks in der Nordsee befinden sich in der deutschen Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ), die eine Entfernung von mindestens zwölf Seemeilen von der Küste aus hat. Die Windparks bestehen aus 40 bis 120 Windenergieanlagen (WEA), bei älteren Windparks einem internen Kabelnetz im Windpark (33 kV) und einer Umspannplattform zur Spannungserhöhung auf 150 bis 320 kV. Bei neueren Windparks erfolgt ein Direktanschluss der WEA mit 66 kV an die Offshore-HGÜ-Plattform. Aufgrund der großen Entfernungen zwischen den Windparks und den Einspeisestationen an Land werden zur verlustarmen Energieübertragung HGÜ-Anlagen (Offshore-Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung) verwendet.

Die HGÜ BorWin 1 war weltweit die erste Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragungs-Verbindung zur Anbindung von Offshore-Bauwerken. Sie dient der Anbindung des ersten kommerziellen deutschen Offshore-Windparks „BARD Offshore 1“ an das deutsche Hochspannungsnetz und damit auch an das europäische Verbundnetz.

Die Offshore-HGÜ-Anlagen in der Deutschen Bucht der Nordsee sind in Zonen und Gebiete zusammengefasst.

Liste der Offshore-HGÜ-Anlagen in der Deutschen Bucht der Nordsee
Zone System ÜNB Offshore-

plattform

Konverter

an Land

Windparks Länge

Seekabel

Länge

Erdkabel

Spannung Übertragungs-

kapazität

Status IBN

Jahr

Hersteller Bemerkungen
1 NOR-1-1
DolWin5 		TenneT[1] DolWin epsilon Emden/Ost
(bei Borssum) 		Borkum Riffgrund 3 (900 MW) 100 km 30 km 320 kV 900 MW in Bau (2024)[veraltet] Aibel, ABB, Keppel FELS 7. Mai 2019: Bauauftrag erteilt[2]
NOR-2-2
DolWin1 		TenneT[3] DolWin alpha Dörpen/West
(bei Heede) 		Trianel Windpark Borkum 1 (200 MW)
Trianel Windpark Borkum 2 (203 MW)
Borkum Riffgrund 1 (314 MW) 		75 km 90 km 320 kV 800 MW in Betrieb 2015 ABB[4]
NOR-2-3
DolWin3 		TenneT[5] DolWin gamma Borkum Riffgrund 2 (448 MW)
Merkur (396 MW) 		83 km 79 km 320 kV 900 MW in Betrieb 2019 General Electric[6]
NOR-3-1
DolWin2 		TenneT[7] DolWin beta Gode Wind 1 (330 MW)
Gode Wind 2 (252 MW)
Nordsee One (332 MW) 		45 km 90 km 320 kV 916 MW in Betrieb 2017 Aibel, ABB[8]
NOR-3-2
DolWin4 		Amprion[9] DolWin delta Hanekenfähr
(bei KKW Emsland) 		Fläche N-3.5
Fläche N-3.6
Ausschreibung 2023 geplant 		60 km 130 km 320 kV 900 MW geplant (2028) Siemens, Dragados 21. Juli 2022: Bauauftrag erteilt[10]
NOR-3-3
DolWin6 		TenneT[11] DolWin kappa[12] Emden/Ost
(bei Borssum) 		Gode Wind 3 (242 MW)
Fläche N-3.7 (225 MW)
Nordsee Two (433 MW) 		45 km 45 km 320 kV 900 MW in Bau (2023)[veraltet] Siemens, Dragados 17. Juli 2017: Bauauftrag erteilt[13][14]
NOR-4-1
HelWin1 		TenneT[15] HelWin alpha Büttel
(bei Büttel) 		Meerwind Süd/Ost (288 MW)
Nordsee Ost (295 MW) 		85 km 45 km 250 kV 576 MW in Betrieb 2015 Siemens
NOR-4-2
HelWin2 		TenneT[16] HelWin beta Amrumbank West (302 MW)
Kaskasi (342 MW) 		85 km 45 km 320 kV 690 MW in Betrieb 2015 Siemens
2 NOR-5-1
SylWin1 		TenneT[17] SylWin alpha Butendiek (288 MW)
DanTysk (288 MW)
Sandbank 1 (288 MW) 		160 km 45 km 320 kV 864 MW in Betrieb 2015 Siemens
NOR-6-1
BorWin1 		TenneT[18] BorWin alpha Diele
(bei Diele) 		BARD Offshore 1 (400 MW) 125 km 75 km 150 kV 400 MW in Betrieb 2013 ABB[19]
NOR-6-2
BorWin2 		TenneT[20] BorWin beta Veja Mate (400 MW)
Albatros (116,8 MW)
Deutsche Bucht (269 MW) 		125 km 75 km 300 kV 800 MW in Betrieb 2015 Siemens
NOR-6-3
BorWin4 		Amprion[9] BorWin delta Hanekenfähr
(bei KKW Emsland) 		Fläche N-6.6
Fläche N-6.7
Ausschreibung 2024 geplant 		130 km 130 km 320 kV 900 MW geplant (2028) Siemens, Dragados 21. Juli 2022: Bauauftrag erteilt[10]
NOR-7-1
BorWin5 		TenneT[21] BorWin epsilon Garrel/Ost
(bei Cloppenburg) 		He Dreiht (900 MW) 120 km 110 km 320 kV 900 MW geplant (2025) Die Kategorie Kategorie:Wikipedia:Veraltet nach Jahr 2025 existiert noch nicht. Lege sie mit folgendem Text {{Zukunftskategorie|2025}} an. Siemens, Dragados 11. August 2020: Bauauftrag erteilt[22]
NOR-7-2
BorWin6 		TenneT BorWin kappa Büttel
(bei Büttel) 		Fläche N-7.2 (980 MW) 180 km 30 km 320 kV 980 MW geplant (2027) McDermott, GEIRI / C-EPRI 15. Februar 2022: Bauauftrag erteilt[23]
NOR-8-1
BorWin3 		TenneT[24] BorWin gamma Emden/Ost
(bei Borssum) 		Global Tech I (400 MW)
Hohe See (500 MW) 		132 km 28 km 320 kV 900 MW in Betrieb 2019 Siemens, Petrofac[25][26]
3 NOR-9-1
BalWin1 		TenneT BalWin alpha Unterweser
(bei KKW Unterweser) 		Fläche N-9.1
Fläche N-9.2
Ausschreibung 2024 geplant 		140 km 80 km 525 kV 2.000 MW in Planung (2029) N.N. NEP 2035 (2021) M234;

Bauauftrag 2024 geplant

NOR-9-2
BalWin3 		TenneT BalWin gamma Wilhelmshaven 2

(bei Wilhelmshaven)

Fläche N-9.3
Fläche N-9.4 		180 km 70 km 525 kV 2.000 MW in Planung (2030) N.N. NEP 2035 (2021) M236
NOR-10-1
BalWin2 		TenneT BalWin beta Unterweser
(bei KKW Unterweser) 		Fläche N-10.1
Fläche N-10.2 		190 km 100 km 525 kV 2.000 MW in Planung (2030) N.N. NEP 2035 (2021) M231
NOR-11-1
LanWin3 		Amprion[27] Suchraum Westerkappeln Fläche N-11.1
Fläche N-11.2 		160 km 230 km 525 kV 2.000 MW in Planung (2033) N.N. NEP 2035 (2021) M39
NOR-11-2
LanWin4 		TenneT Suchraum Ovelgönne Fläche N-11.3
Fläche N-11.4
Fläche N-13.1 		525 kV 2.000 MW in Planung (2034) N.N. NEP 2035 (2021) M242
NOR-12-1
LanWin1 		Amprion[27] Wehrendorf
(bei Wehrendorf) 		Fläche N-12.1
Fläche N-12.2
Ausschreibung 2025 geplant 		170 km 220 km 525 kV 2.000 MW in Planung (2031) N.N. NEP 2035 (2021) M243
NOR-12-2
LanWin2 		50Hertz Heide/West
(bei Heide) 		Fläche N-12.3
Fläche N-12.4 		525 kV 2.000 MW in Planung (2032) N.N. NEP 2035 (2021) M233
NOR-13-1
LanWin5 		Amprion Suchraum Zensenbusch Fläche N-13.3
Fläche N-13.4 		525 kV 2.000 MW in Planung (2035) N.N. NEP 2035 (2021) M43
4 NOR-x-1 TenneT Suchraum Ovelgönne 525 kV 2.000 MW in Planung (2035) N.N. NEP 2035 (2021) M248
NOR-x-2 Amprion Rommerskirchen
(bei Rommerskirchen) 		525 kV 2.000 MW unter Vorbehalt (2036) N.N. NEP 2035 (2021) M246
NOR-x-3 TenneT Heide/West
(bei Heide) 		525 kV 2.000 MW unter Vorbehalt (2037) N.N. NEP 2035 (2021) M249
NOR-x-4 Amprion Oberzier (bei Oberzier) 525 kV 2.000 MW unter Vorbehalt (2038) N.N. NEP 2035 (2021) M247
NOR-x-5 TenneT Suchraum Ovelgönne 525 kV 2.000 MW unter Vorbehalt (2039) N.N. NEP 2035 (2021) M250

Quelle: Netzentwicklungsplan Strom der Übertragungsnetzbetreiber, bestätigt durch die Bundesnetzagentur.[28]

Siehe auch

Weblinks

Literatur

  • Andreas Rosponi, Reiner Klatte, Klaas Oltmann, Jan Henning Günther: Das MOAB-Plattform-Konzept und seine Anwendung für Umspannstationen innerhalb von Offshore-Windparks, Ausführungsbeispiele und Planungen, Jahrbuch der Schiffbautechnischen Gesellschaft 2010

Einzelnachweise

  1. ↑ TenneT DolWin5. Abgerufen am 29. August 2019.
  2. ↑ Tennet vergibt Aufträge für DolWin5 und betont Kostensenkung bei Offshore-Netzanbindungen. Abgerufen am 7. Mai 2019.
  3. ↑ TenneT DolWin1. Abgerufen am 7. Mai 2019.
  4. ↑ ABB DolWin1. Abgerufen am 7. Mai 2019.
  5. ↑ TenneT DolWin3. Abgerufen am 7. Mai 2019.
  6. ↑ Claus Gorgs: GE jagt Siemens bei Offshore-Windkraft – Deutschlands schwimmende Steckdose. Manager Magazin, abgerufen am 19. Juli 2017.
  7. ↑ TenneT DolWin2. Abgerufen am 7. Mai 2019.
  8. ↑ ABB DolWin2. Abgerufen am 7. Mai 2019.
  9. ↑ a b DolWin4 und BorWin4. Amprion, abgerufen am 9. November 2021.
  10. ↑ a b Großauftrag für Siemens Energy: So soll Windkraft 1,8 Millionen Deutsche versorgen. In: Nordbayern.de. 22. Juli 2022, abgerufen am 22. Juli 2022.
  11. ↑ TenneT DolWin6. Abgerufen am 7. Mai 2019.
  12. ↑ Jakob Mayr: Wie der Ausbau von Offshore-Windparks vorankommt. In: tagesschau.de. Abgerufen am 3. Mai 2022.
  13. ↑ Netzanbindung DolWin6 der Offshore-Windkraftanlage DolWin kappa mittels einer 600-kV-Gleichstromleitung. Abgerufen am 30. Juli 2017.
  14. ↑ Tennet erteilt Siemens Zuschlag für DolWin6. Abgerufen am 18. Juli 2017.
  15. ↑ TenneT HelWin1. Abgerufen am 7. Mai 2019.
  16. ↑ TenneT HelWin2. Abgerufen am 7. Mai 2019.
  17. ↑ TenneT SylWin1. Abgerufen am 7. Mai 2019.
  18. ↑ TenneT BorWin1. Abgerufen am 7. Mai 2019.
  19. ↑ ABB BorWin1. Abgerufen am 7. Mai 2019.
  20. ↑ TenneT BorWin2. Abgerufen am 7. Mai 2019.
  21. ↑ TenneT BorWin5. Abgerufen am 16. August 2020.
  22. ↑ Tennet senkt bei Offshore-Anbindung BorWin5 deutlich die Kosten. Abgerufen am 11. August 2020.
  23. ↑ McDermott and GEIRI/C-EPRI to Build Converter Platforms for BorWin6 Offshore Grid. Abgerufen am 15. Februar 2022.
  24. ↑ TenneT BorWin3. Abgerufen am 7. Mai 2019.
  25. ↑ Michael Müller: 12 000 Tonnen für die Energiewende. In: Täglicher Hafenbericht vom 30. April 2014, S. 1
  26. ↑ Sariana Kunze: TenneT vergibt Großauftrag für Nordsee-Netzanbindung. Vogel Communications Group, abgerufen am 24. April 2014.
  27. ↑ a b LanWin1 und LanWin3. Amprion, abgerufen am 9. November 2021.
  28. ↑ Bedarfsermittlung 2021-2035. (PDF) Bestätigung Netzentwicklungsplan Strom. Bundesnetzagentur, Januar 2022, abgerufen am 2. April 2022.
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