Pictures of the Future    Frühjahr 2006

Grüner Strom für Victoria

Eukalyptusbäume, Weiden, Brombeerhecken und Disteln prägen die sanfte Hügellandschaft im Südosten Australiens. Scheue Koalas hängen versteckt in den Bäumen. Und neugierige Kängurus inspizieren ein nahe gelegenes Gelände für den Braunkohletagebau …

Aus den Kühltürmen des Kraftwerks Loy Yang steigt weißer Dampf empor. Hier wird Braunkohle verfeuert, um Strom für den Großraum Melbourne 165 km weiter westlich zu gewinnen. Seit Frühjahr 2006 enthält der Kohlestrom auch einen grünen Anteil. Der Bundesstaat Victoria hat sich eine regenerative Energiequelle erschlossen: auf Tasmanien.

"Your natural state" versprechen dort die Nummernschilder der Autos. Tasmanien besitzt ausgedehnte Urwälder, Riesenfarne, Moore und Schluchten. Dazu deckt das Eiland, vergleichbar der Größe Irlands, seinen Energiebedarf zu 90 % aus Wasserkraft – von der es nun auch dem benachbarten Victoria abgibt. Die Verbindung schafft ein 290 km langes Seekabel, das in der Schifffahrtsstraße, der Bass Strait, in 70 m Tiefe vergraben liegt.

Mit Wechselstrom ist die Nachbarschaftshilfe allerdings nicht machbar, da die Übertragungsverluste zu groß wären. Stattdessen kommt bei "Basslink" die HGÜ zum Tragen: die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (siehe Pictures of the Future, Herbst 2003, Innovation mit langem Atem). "Das ist der einzige Weg, große Energiemengen über große Entfernungen wirtschaftlich zu transportieren. Eine HGÜ lohnt sich bei Freileitungen ab etwa 600 km und bei Tiefseekabeln schon ab 60 km Länge", erläutert HGÜ-Fachmann Erwin Teltsch von Siemens Power Transmission and Distribution (PTD).

Das 15 cm dicke Seekabel kommt am Ninety Miles Beach in Australien wieder zum Vorschein. Es verläuft in einem Schacht unter dem Strand, dann einige Kilometer als Erdkabel, um dann in eine Freileitung überzugehen – 70 km bis Loy Yang. Dort wird der Gleichstrom mit Hilfe von Stromrichterventilen wieder in Wechselstrom umgewandelt. "Erst so lässt er sich ins Drehstromnetz einspeisen. Auf der Gegenseite, im tasmanischen George Town, befindet sich eine baugleiche Station, wo der erzeugte Wechselstrom in Gleichstrom transformiert wird", erläutert Dr. Günther Wanninger. Der Elektroingenieur von PTD ist Leiter des Basslink-Projekts, bei dem Siemens die Gleichrichterstationen und die Freileitungen schlüsselfertig geliefert hat. Der Konsortialpartner Prysmian Cables & Systems, eine ehemalige Pirelli-Tochter, war für das Seekabel zuständig.

So gelangen nun bis zu 600 MW zusätzlicher Leistung von Tasmanien nach Victoria. Doch der Transport funktioniert auch umgekehrt. Auf diese Weise kann Tasmanien in Trockenzeiten – wenn die Flüsse nicht genug Wasser führen, um die Staudämme zu füllen – das kontinentale Netz "anzapfen", um seine Grundlast aufzustocken. Ein weiterer Vorteil der HGÜ ist, dass nur zwei Leitungen nötig sind, anstatt drei wie bei der Drehstromübertragung. Damit verringert sich auch der Platzbedarf der Freileitungstrasse.

Basslink ist nicht nur die längste HGÜ-Seekabelverbindung weltweit, sondern sie bietet auch weitere Superlative: So fungieren Halbleiterelemente – Thyristoren – als Stromrichter, die per Laserblitz (mit einer Leistung von 10 mW) über Glasfasern gesteuert werden. Die Thyristoren mit einem Durchmesser von 100 mm bestehen aus Silizium, Molybdän und Kupfer und werden von Infineon gefertigt. Um eine Gleichspannung von 400 kV zu beherrschen, werden mehrere Dutzend Thyristoren je Stromrichterventil in Reihe geschaltet – und zur Erdbeben-Sicherheit an die Decke einer 18 m hohen Halle gehängt. Alle in Reihe geschalteten Thyristoren müssen binnen 1 µs durchschalten, damit keiner überbeansprucht und beschädigt wird.

Siemens ist der einzige HGÜ-Anbieter, der solche lasergepulsten Stromrichter einsetzt. Die konventionelle Technik nutzt dagegen elektrisch gezündete Thyristoren, die einen Impuls von einigen Watt benötigen. Er wird durch eine aufwändige Elektronik am Ort jedes Thyristors erzeugt. "Diese Elektronik fällt bei der direkten Lichtzündung weg. Damit haben wir etwa 80 % weniger Komponenten in der Steuerelektronik der Thyristorventile, was nicht nur den Platzbedarf verringert, sondern auch die Zuverlässigkeit erhöht", resümiert Erwin Teltsch.

Für die Betreibergesellschaft National Grid Australia kommt noch ein weiteres Plus hinzu: "Der Kunde arbeitet mit unserer neuen Leittechnik Win-TDC", sagt Günther Wanninger. "Sie besitzt einen höheren Integrationsgrad, das heißt, die Hardware kommt in der Umrichterstation mit weniger Platz aus." Während die Schaltschränke eines bisherigen Leitsystems eine Länge von 20 m beanspruchten, sind es heute nur noch etwa 10 m. Steuerung, Regelung und Schutzfunktion übernimmt ein Simatic-TDC-System, das sich bereits bei Walzwerken bewährt hat. Das Visualisierungssystem Simatic WinCC vereinfacht zudem die Bedienung. Will der Nutzer eine Einstellung ändern, funktioniert das problemlos unter der Windows-Bedienoberfläche. "Die einheitliche Software und Hardware-Plattform verringert nicht nur die Zahl von Ersatzteilen", erklärt Wanninger, "auch die Fehlersuche wird einfacher".

Bei einem ähnlichen Siemens-Projekt am anderen Ende der Welt werden auch HGÜ-Seekabel eingesetzt. Mit kreuzenden Kängurus ist hier jedoch kaum zu rechnen, dafür ist die Gegend im US-Bundesstaat New York zu urban: Eine HGÜ-Verbindung zwischen Long Island und Sayreville in New Jersey soll Mitte 2007 die Insel vor den Toren des "Big Apple" mit Strom versorgen. Siemens liefert die Stationen und die Firma Prysmian wiederum das 105 km lange Stromkabel, über das eine Leistung von 750 MW bei einer Gleichspannung von 500 kV fließen wird. Genug Leistung, um die beliebte Ferienregion vor allem in heißen Sommermonaten zusätzlich mit Energie zu versorgen.
                                                                                                         Evdoxia Tsakiridou