Anbindung erneuerbarer Energien ans Netz
Große Städte benötigen sehr viel elektrische Energie, um funktionieren zu können. Diese wird oft aus Regionen transportiert, die Hunderte oder gar Tausende von Kilometern entfernt liegen.
Ziel dabei ist es, so viel elektrische Energie wie möglich von der Erzeugung in den Wasserkraftwerken und Windparks zu den großen Verbrauchszentren zu transportieren, so dass so wenig Strom wie möglich verloren geht und ohne dabei die Funktionstüchtigkeit der Stromnetze zu beeinträchtigen.
Die HVDC-Technologie (Hochspannungs-Gleichstromübertragung), deren Pionierin ABB bereits vor 50 Jahren war, und die flexiblen Drehstromübertragungssysteme (FACTS) sind ideale Lösungen für diese schwierigen technischen Probleme.
Eine der Herausforderungen bei der Erzeugung von erneuerbaren Energien ist, dass die Energiequellen Wind und Sonne nicht gleichmäßig zur Verfügung stehen. Diese Schwankungen beeinflussen die Netzstabilität. Werden erneuerbare Energien eingespeist, regeln FACTS-Geräte die Kapazität und die Stabilität des Netzes.
Die Betreiber von Stromnetzen sehen sich großen Veränderungen gegenüber, um erneuerbare Energien ins Netz zu integrieren, die Energieeffizienz zu verbessern und den Verbrauchern eine bessere Kontrolle über ihren Energiekonsum zu ermöglichen.
Das „intelligente Netz“ (Smart Grid) wird im Laufe seiner Entwicklung bereits etablierte Energietechnologien mit fortgeschrittener Analytik, intelligenten Geräten und Automatisierungstechniken verbinden, um ein zuverlässigeres Stromversorgungssystem zu schaffen, das weniger schädliche Auswirkungen auf die Umwelt hat.
Mit FACTS-Technologien von ABB – beispielsweise statische Var-Kompensatoren und Serienkondensatoren – fließt mehr elektrische Energie durch die bestehenden Stromleitungen. Gleichzeitig verbessern sie die Stabilität der Spannung und gleichen „Systempendelungen“ und Störungen im Stromnetz aus.
Energiespeicherung
ABB installiert SVC Light mit dynamischer, auf Lithium-Ionen-Batterien basierender Energiespeicherfähigkeit in einem Verteilnetz in Großbritannien. Dieses System wird Belastungsspitzen ausgleichen und mehr erneuerbare Energie in das bestehende Stromnetz einbinden, indem es die destabilisierende Wirkung der Windkraft korrigiert.
Die Anlage kann neben der Spannungsregelung überschüssige Energie von Windfarmen speichern, um sie später bei Belastungsspitzen ins Netz einzuspeisen. Damit kann der mit Windkraft erzeugte Strom möglichst effizient genutzt werden.
Eine weitere Herausforderung ist der Transport von erneuerbarer Energie an entfernt gelegene Orte. Dank der Hochspannungs-Gleichstromübertragung kann elektrische Energie mit außergewöhnlich geringen Verlusten über Tausende von Kilometern übertragen werden. Die höhere Spannung reduziert die Energiemenge, die durch den Widerstand im Drahtleiter verloren geht und als Wärme abgeführt wird.
Lieferung erneuerbarer Energie über große Distanzen
ABB kann heute bis 6.400 MW saubere, erneuerbare Wasserkraft mit Spannungen von bis zu 800 kV und einem Wirkungsgrad von 93 Prozent über mehrere tausend Kilometer übertragen.
In Brasilien baut ABB gegenwärtig die größte Stromübertragungsverbindung der Welt. Diese beinahe 2.500 km lange Energieautobahn wird den in zwei neuen Wasserkraftwerken im Nordwesten von Brasilien erzeugten Strom in das dicht besiedelte Gebiet von São Paulo im Südosten transportieren.
Die Elektrizität wird bei einer sehr hohen Spannung von 600 kV über diese enorme Distanz übertragen, um die Übertragungsverluste minimal zu halten und sicherzustellen, dass so viel Energie wie möglich die Verbraucher erreicht.
Es ist das zweite Übertragungsprojekt in Brasilien, das die HVDC-Technologie mit einer Nennspannung von bis zu 600 kV nutzt. Das HVDC-Projekt Itaipu, für das ABB 1984 und 1987 zwei Übertragungsleitungen baute, ist gegenwärtig immer noch das größte betriebene Gleichstrom-Energieübertragungssystem der Welt.
HVDC ist auch die beste Technologie, um erneuerbare Energieformen, die größeren Schwankungen ausgesetzt sind, in das örtliche Stromnetz einzuspeisen. Dies insbesondere über große Distanzen, wie dies bei großen Windkraftprojekten vor der Küste oder bei großen Solarkraftanlagen wichtig ist.
Technologie der Wahl
Die Windkraft weit draußen auf dem Meer, wo der Wind stark und beständig bläst, ist eine Energieressource mit enormem Potenzial. Für Distanzen von über 100 km oder für große Leistungen hat sich die HVDC-Light®-Übertragung als die beste Technologie für die Netzanbindung erwiesen. FACTS ist eine gute Option für kürzere Distanzen und geringere Leistungsstufen.
Zum Beispiel hat ABB eine 400-MW-Übertragungsleitung mit HVDC-Light-Technik für einen 125 Kilometer vor der deutschen Küste liegenden Windpark gebaut. Die Netzanbindung BorWin1 wurde im Jahr 2010 in Auftrag gegeben. Es wird erwartet, dass dank der Windenergie jährlich 1,5 Millionen Tonnen CO2-Ausstoß gegenüber dem mit fossilen Brennstoffen auf dem Festland erzeugten Strom wegfallen werden.
HVDC Light ist auch augrund seiner einfach zu handhabenden Kabelkonstruktion und modularisierten, im Werk montierten Spannungswandlern attraktiv. Das bedeutet, dass der Netzanschluss schnell installiert und in Betrieb gesetzt werden kann.