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 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 Bearbeiten
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 Offshore-Windparks 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.
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 Energy, Hitachi Energy (vormals ABB), General Electric (vormals Alstom)) verfügen bisher über Erfahrungen in dieser Technologie.
Die Werften von Nordic Yards in Mecklenburg-Vorpommern bauten mehrere Konverterplattformen, die von Siemens ausgerüstet wurden. Je nach Leistung wiegen die fertig ausgerüsteten HGÜ-Plattformen 2.500 bis 10.000 Tonnen. Größere Konverterplattformen werden in ausländischen Werften gebaut, da in Deutschland die Kapazitäten fehlen.
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.
Bis 2028 ist geplant, dass Tennet der einzige Übertragungsnetzbetreiber mit Offshore-HGÜ-Systemen in Deutschland ist. Ab 2028 ist geplant, dass auch Amprion Offshore-Windparks in der Nordsee an das Übertragungsnetz anschließen darf. Im Rahmen des Netzentwicklungsplans Strom haben sich dafür die Übertragungsnetzbetreiber mit der Bundesnetzagentur auf technische Standards geeinigt. Das betrifft zum Beispiel die Übertragungsspannung von 320 kV und die Übertragungsleistung von 900 MW. Ab 2029 ist geplant, dass das Spannungs- und Leistungsniveau auf 525 kV und 2 GW angehoben wird. Der Flächenentwicklungsplan 2023 legt diese und weitere standardisierte Technikgrundsätze fest, damit die Offshore-Anbindungsleitungen rechtzeitig zur Inbetriebnahme der Offshore-Windparks zur Verfügung stehen. Weiters ist geplant, dass ab 2030 auch 50Hertz Offshore-HGÜ-Systeme realisieren wird.
Länderübergreifende Offshore-HGÜ-Systeme Bearbeiten
Die ersten länderübergreifenden Offshore-HGÜ-Systeme gibt es bereits, z. B. zwischen Dänemark und Deutschland (Kontek oder Combined Grid Solution). 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.
Offshore-HGÜ-Anlagen in der Deutschen Bucht der Nordsee Bearbeiten
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, bei älteren Windparks einem internen Kabelnetz im Windpark (33 kV) und einer Umspannplattform zur Spannungserhöhung auf 155 oder 220 kV. Ab 2024 werden neue Windparks direkt mit der Konverterplattform angebunden (DolWin5 ist das erste Projekt). Durch das Direktanbindungskonzept entfallen die Umspannplattform sowie die 155 kV- oder 220 kV-Zwischenspannungsebene zwischen Umspann- und Konverterplattform. Eine Anhebung der Spannungsebene beim Direktanbindungskonzept auf 132 kV soll für Anbindungssysteme mit Inbetriebnahme ab 2032 umgesetzt werden.
Aufgrund der großen Entfernungen zwischen den Windparks und dem Netzverknüpfungspunkt 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.
| 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 | DolWin epsilon | Emden/Ost (bei Borssum) | Borkum Riffgrund 3 (900 MW) | 100 km | 30 km | 320 kV | 900 MW | in Bau | (2024) | Aibel, Hitachi, Keppel FELS | 7. Mai 2019: Bauauftrag erteilt |
| NOR-2-2 DolWin1 | TenneT | 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 | ||
| NOR-2-3 DolWin3 | TenneT | DolWin gamma | Borkum Riffgrund 2 (448 MW) Merkur (396 MW) | 83 km | 79 km | 320 kV | 900 MW | in Betrieb | 2019 | General Electric | |||
| NOR-3-1 DolWin2 | TenneT | 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 | |||
| NOR-3-2 DolWin4 | Amprion | DolWin delta | Hanekenfähr (bei KKW Emsland) | Nordseecluster B (900 MW) | 60 km | 130 km | 320 kV | 900 MW | geplant | (2028) | Siemens, Dragados | 21. Juli 2022: Bauauftrag erteilt | |
| NOR-3-3 DolWin6 | TenneT | DolWin kappa | Emden/Ost (bei Borssum) | Gode Wind 3 (242 MW) Nordseecluster A (658 MW) | 45 km | 45 km | 320 kV | 900 MW | in Betrieb | 2023 | Siemens, Dragados | ||
| NOR-4-1 HelWin1 | TenneT | 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 | 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 | 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 | BorWin alpha | Diele (bei Diele) | BARD Offshore 1 (400 MW) | 125 km | 75 km | 150 kV | 400 MW | in Betrieb | 2013 | ABB | ||
| NOR-6-2 BorWin2 | TenneT | 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 | BorWin delta | Hanekenfähr (bei KKW Emsland) | Nordlicht II (630 MW) Fläche N-6.7 (270 MW) | 130 km | 130 km | 320 kV | 900 MW | geplant | (2028) | Siemens, Dragados | 21. Juli 2022: Bauauftrag erteilt | |
| NOR-7-1 BorWin5 | TenneT | BorWin epsilon | Garrel/Ost (bei Cloppenburg) | He Dreiht (900 MW) | 120 km | 110 km | 320 kV | 900 MW | in Bau | (2025) | Siemens, Dragados | 11. August 2020: Bauauftrag erteilt | |
| NOR-7-2 BorWin6 | TenneT | BorWin kappa | Büttel (bei Büttel) | Nordlicht I (980 MW) | 190 km | 45 km | 320 kV | 980 MW | in Bau | (2027) | McDermott, GEIRI / C-EPRI | 15. Februar 2022: Bauauftrag erteilt | |
| NOR-8-1 BorWin3 | TenneT | 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 | ||
| NOR-21-1 BorWin7 | Amprion | Niederrhein (bei Wesel) | Fläche N-21.1 (2000 MW) Ausschreibung 2027 | 525 kV | 2.000 MW | in Planung | (2032) | N.N. | |||||
| 3 | NOR-9-1 BalWin1 | Amprion | BalWin alpha | Wehrendorf (bei Wehrendorf) | Fläche N-9.1 (2000 MW) Ausschreibung 2024 | 155 km | 205 km | 525 kV | 2.000 MW | geplant | (2029) | Siemens, Dragados | 10. Januar 2023: Bauauftrag erteilt |
| NOR-9-2 BalWin3 | TenneT | Wilhelmshaven 2 (bei Wilhelmshaven) | Fläche N-9.2 (2000 MW) Ausschreibung 2024 | 180 km | 70 km | 525 kV | 2.000 MW | geplant | (2029) | Siemens, Dragados | 20. April 2023: Bauauftrag erteilt | ||
| NOR-9-3 BalWin4 | TenneT | Unterweser (bei KKW Unterweser) | Fläche N-9.3 (1500 MW) Fläche N-10.2 (500 MW) Ausschreibung 2024, 2025 | 190 km | 100 km | 525 kV | 2.000 MW | geplant | (2029) | General Electrics, McDermott | 30. März 2023: Bauauftrag erteilt | ||
| NOR-10-1 BalWin2 | Amprion | BalWin beta | Westerkappeln (bei Westerkappeln) | Fläche N-10.1 (2000 MW) Ausschreibung 2025 | 165 km | 215 km | 525 kV | 2.000 MW | geplant | (2030) | Siemens, Dragados | 10. Januar 2023: Bauauftrag erteilt | |
| NOR-11-1 LanWin3 | 50Hertz | Heide/West (bei Heide) | Fläche N-11.1 (2000 MW) | 525 kV | 2.000 MW | in Planung | (2030) | N.N. | |||||
| NOR-11-2 LanWin4 | TenneT | Wilhelmshaven 2 (bei Wilhelmshaven) | Fläche N-11.2 (1500 MW) Fläche N-13.1 (500 MW) Ausschreibung 2024, 2026 | 525 kV | 2.000 MW | geplant | (2031) | Siemens, Dragados | 20. April 2023: Bauauftrag erteilt | ||||
| NOR-12-1 LanWin1 | TenneT | Unterweser (bei KKW Unterweser) | Fläche N-12.1 (2000 MW) | 525 kV | 2.000 MW | geplant | (2030) | General Electrics, McDermott | 30. März 2023: Bauauftrag erteilt | ||||
| NOR-12-2 LanWin2 | TenneT | Heide/West (bei Heide) | Fläche N-12.2 (2000 MW) | 525 kV | 2.000 MW | geplant | (2030) | Siemens, Dragados | 20. April 2023: Bauauftrag erteilt | ||||
| NOR-13-1 LanWin5 | TenneT | Rastede (bei Rastede) | Fläche N-12.3 (1000 MW) Fläche N-13.2 (1000 MW) Ausschreibung 2024, 2026 | 525 kV | 2.000 MW | geplant | (2031) | Hitachi, Petrofac | 30. März 2023: Bauauftrag erteilt | ||||
| NOR-13-2 LanWin6 | 50Hertz | Pöschendorf (bei Pöschendorf) | Fläche N-13.3 (2000 MW) | 525 kV | 2.000 MW | in Planung | (2033) | N.N. |
Offshore-HGÜ-Anlagen in der Deutschen Ostsee Bearbeiten
| Zone | System | ÜNB | Offshore- plattform | Konverter an Land | Windparks | Länge Seekabel | Länge Erdkabel | Spannung | Übertragungs- kapazität | Status | IBN Jahr | Hersteller | Bemerkungen |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | OST-2-4 OstWind4 | 50Hertz | Brünzow (bei Brünzow) | Fläche O-2.2 (1000 MW) | 525 kV | 2.000 MW | in Planung | (2030) | N.N. |
Quelle: Flächenentwicklungsplan 2023, Netzentwicklungsplan Strom 2037/2045 (2023) 1. Entwurf
Siehe auch Bearbeiten
Weblinks Bearbeiten
Literatur Bearbeiten
- 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 Bearbeiten
- Olaf Preuß: Der Aufschwung der Offshore-Windkraft-Industrie geht an den deutschen Küsten vorbei. welt.de, 11. Januar 2023, abgerufen am 21. Januar 2023.
- DolWin5. TenneT, abgerufen am 29. August 2019.
- Katharina Garus: Tennet vergibt Aufträge für DolWin5 und betont Kostensenkung bei Offshore-Netzanbindungen. In: Erneuerbare Energien. Das Magazin. 7. Mai 2019, abgerufen am 7. Mai 2019.
- DolWin1. TenneT, abgerufen am 7. Mai 2019.
- DolWin1. Hitachi, abgerufen am 16. April 2023 (englisch).
- DolWin3. TenneT, abgerufen am 7. Mai 2019.
- Claus Gorgs: GE jagt Siemens bei Offshore-Windkraft – Deutschlands schwimmende Steckdose. Manager Magazin, abgerufen am 19. Juli 2017.
- DolWin2. TenneT, abgerufen am 7. Mai 2019.
- DolWin2. Hitachi, abgerufen am 16. April 2023 (englisch).
- ↑ DolWin4 und BorWin4. Amprion, abgerufen am 9. November 2021.
- ↑ Großauftrag für Siemens Energy: So soll Windkraft 1,8 Millionen Deutsche versorgen. In: Nordbayern.de. 22. Juli 2022, abgerufen am 22. Juli 2022.
- DolWin6. TenneT, abgerufen am 7. Mai 2019.
- Jakob Mayr: Wie der Ausbau von Offshore-Windparks vorankommt. In: tagesschau.de. Abgerufen am 3. Mai 2022.
- HelWin1. TenneT, abgerufen am 7. Mai 2019.
- HelWin2. TenneT, abgerufen am 7. Mai 2019.
- SylWin1. TenneT, abgerufen am 7. Mai 2019.
- BorWin1. TenneT, abgerufen am 7. Mai 2019.
- BorWin1. Hitachi, abgerufen am 16. April 2023 (englisch).
- BorWin2. TenneT, abgerufen am 7. Mai 2019.
- BorWin5. TenneT, abgerufen am 16. August 2020.
- Tennet senkt bei Offshore-Anbindung BorWin5 deutlich die Kosten. In: Zeitung für kommunale Wirtschaft. Verband kommunaler Unternehmen, 11. August 2020, abgerufen am 11. August 2020.
- BorWin6. TenneT, abgerufen am 16. April 2023.
- Günter Drewnitzky: Tennet vergibt wichtigen Auftrag für Borwin 6. In: Energie & Management. 15. Februar 2022, abgerufen am 21. April 2023.
- BorWin3. TenneT, abgerufen am 7. Mai 2019.
- Michael Müller: 12 000 Tonnen für die Energiewende. In: Täglicher Hafenbericht vom 30. April 2014, S. 1
- Sariana Kunze: TenneT vergibt Großauftrag für Nordsee-Netzanbindung. Vogel Communications Group, abgerufen am 24. April 2014.
- ↑ BalWin1 und BalWin2. Amprion, abgerufen am 31. Oktober 2023.
- ↑ Siemens Energy erhält Milliardenauftrag von Netzbetreiber Amprion. In: Handelsblatt. 10. Januar 2023, abgerufen am 10. Januar 2023.
- ↑ BalWin3 und LanWin4. TenneT, abgerufen am 21. April 2023.
- ↑ Olaf Preuß: Milliarden für den Wind vom Meer. In: welt.de. 21. April 2023, abgerufen am 21. April 2023.
- ↑ BalWin4 und LanWin1. TenneT, abgerufen am 21. April 2023.
- OstWind4. 50Hertz, abgerufen am 31. Oktober 2023.