Mit DC-Netzen lässt sich Leitungsausbau reduzieren

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In der Solarbranche schaut man beim Thema Preissenkung meist auf den rasanten Fall der Modulkosten. Doch auch die Leistungselektronik ist schnell billiger geworden. Das liegt nicht zuletzt am Ausbau der Photovoltaik- und Windkraftanlagen, der mit hohen Stückzahlen für Leistungselektronik einher geht, und an der Elektromobilität, sagt Rik De Doncker, Professor an der RWTH Aachen, auf der Tagung „Zukünftige Stromnetze“ in Berlin. Habe ein Wechselrichter für Elektroautos 1995 noch 50 US-Dollar pro Kilovoltampere gekostet, lag der Preispunkt vor drei Jahren bei 5 US-Dollar. Das Ziel für 2020 liege bei 3,30 US-Dollar.

Das ist für die Solarbranche nicht nur interessant, weil es die Kosten der Photovoltaik-Anlage betrifft, sondern auch, weil damit der Aufbau von DC-Gleichstrom-Netzen günstiger wird. Diese sind nach De Donkers Einschätzung in Zeiten erneuerbarer Energieversorgung besser geeignet als AC-Wechselstrom-Netze.

Der Gewinn durch den Nutzen von DC-Netztechnologie ist nach De Donckers Aussagen groß. Bei Hochspannungsleitungen könne mit DC-Leitungen über die gleichen Trassen doppelt so viel Energie übertragen werden wie mit den konventionellen AC-Kabeln. Wenn man die Masten anpassen würde, sei sogar ein Faktor 3,5 denkbar. Für das Mittel- und Niederspannungsnetz sieht er ebenfalls Vorteile. Um die hohen Ladeleistungen für Elektroautos zu berücksichtigen, schlägt er beispielsweise ein DC-Mittelspannungsnetz als Ergänzung zu existierenden Netzen vor, über das gleichzeitig existierende Mittelspannungsnetze miteinander verbunden werden können. Durch solch einen Verbund können Transformatoren besser ausgelastet und erneuerbare Erzeugung in Mittelspannungsnetzen leichter verteilt werden, erklärt De Donckers.

Die Experten im auf den Vortrag folgenden Pressegespräch sehen DC-Technologie stehen einer weitgehenden Umstellung auf DC-Technik allerdings skeptisch gegenüber, so sinnvoll diese auch für manche Mikronetze sein könne. Bezüglich mancher Aspekte seien DC-Netze zwar attraktiv, aber bezüglich anderer Aspekte würde der Aufwand steigen. So sei zum Beispiel die Kurzschlussfestigkeit, die Schaltbarkeit und der Umgang mit Kriechströmen, falls die Spannungen hoch gewählt werden, bei DC-Netzen problematischer als bei AC-Netzen.

Trotzdem gibt es bereits Planungen mit DC-Netzen. Zum einen wird die Erdverkabelung bei „Suedlink“ als DC-Leitung geplant, zum anderen wollen die Übertragungsnetzbetreiber Amprion und Transnet BW im Projekt „Ultranet“, das ist die geplante neue Verbindung von Nordrhein-Westfalen und Baden-Württemberg, eine DC-Leitung auf einer existierenden Trasse installieren. Das Projekt zeigt allerdings auch, welche Fallstricke einer Umstellung entgegenstehen. Es gibt bereits Proteste, weil Anwohner die Strahlenbelastung fürchten, wenn auf einem Strommast DC- und AC-Leitungen gespannt werden.

Auf der Tagung in Berlin wurden auch andere Maßnahmen diskutiert, mit der die Leistungsfähigkeit des existierenden Stromnetzes zu erhöht werden kann. In dem vernetzten System gibt es immer mehrere Pfade von Punkt A zu Punkt B. Es ist sogar vorgeschrieben, dass das Netz so gebaut sein muss, dass es auch noch funktioniert, wenn eine Leitung ausfällt. Daher wird die technische Übertragungskapazität maximal zu 50 Prozent genutzt.

Das Ziel ist, mit Digitaltechnik über diese 50 Prozent hinauszugehen, ohne das das Netz unsicherer wird, sagt Christian Schorn, Direktor Asset Management & Operations bei Transnet BW.  Derzeit wird durch physikalische Gesetze vorgegeben, wie viel Energie über welche infrage kommende Leitung übertragen wird. Das kann zur Überlastung einzelner Leitungen führen. Die Übertragungsnetzbetreiber wollen daher Regelungen erproben, mit denen die Leistung, die pro Leitung übertragen wird, besser eingestellt werden kann.

Auch im Verteilnetz lässt sich die Nutzung bestehender Netze verbessern, so Andreas Ulbig vom Schweizer Startup Adaptricity. Sein Unternehmen hat in Basel Daten von 60.000 Smart Metern ausgewertet und kommt zu dem Schluss, dass Kabel und Transformatoren meist nur zu zehn Prozent der Last genutzt werden, die möglich wäre. Selbst wenn der Verbrauch einmal besonders hoch ist, liegt die Belastung meist nur zwischen 10 und 20 Prozent. „Das hat mit „Schutzaspekten zu tun“ sagt er auf der zweitägigen Tagung „Zukünftige Stromnetze“, die am Donnerstag in Berlin zu Ende ging, „aber es liegt vor allem daran, dass man das Netz nicht kennt“. Mithilfe der Datenanalyse sei es möglich, die Netze besser zu nutzen.