Strom von weit her

Strommast

Weit draußen auf dem Meer produzieren Offshore-Windparks Strom. Doch wie kommt die Energie ans Festland? Für eine Lösung dieses Problems wurde Gunnar Asplund für den Europäischen Erfinderpreis 2015 nominiert.

 

Ralf Grötker Handelsblatt Berlin Nahezu acht Prozent der Stromerzeugung in Deutschland gehen heute schon auf das Konto von Wind. Ein signifikanter Teil davon wird weit draußen auf dem Meer produziert: Über 40 000 Offshore-Windkraftanlagen sind derzeit in der Nordsee in Betrieb oder in Planung. Doch den Strom vom Meer ans Land zu bringen, ist eine gar nicht so triviale Aufgabe.

 

Gunnar Asplund heißt der Mann, der diese Aufgabe gelöst hat. Ohne die von ihm in den 90er Jahren entwickelten spannungsgeführten Stromrichter wäre Offshore-Stromproduktion heute nicht möglich. Für diese Leistung ist der Schwede vom Europäischen Patentamt in den Kreis der Nominierten für den Europäischen Erfinderpreis 2015 aufgenommen worden.

 

Spannungsgeführte Stromrichter (Voltage-Source Converter, VSC) ermöglichen die effiziente Verkoppelung von Gleichstrom und Wechselstrom. Wechselstrom ist die beste Technologie, um Haushalte und Industrieunternehmen mit Elektrizität zu versorgen. Für den Transport von Energie über größere Distanzen hinweg jedoch ist Wechselstrom weniger gut geeignet. Ein Grund dafür ist, dass Wechselstrom-Verbindungen neben der eigentlich übermittelten Leistung noch eine Portion „Blindstrom“ benötigen, um das elektromagnetische Feld aufzubauen.

 

Auf längeren Übertragungswegen entstehen dadurch erhebliche Energieverluste. Deshalb kommt hier Gleichstrom zum Einsatz. Das Problem: Beide Stromarten lassen sich nicht ohne weiteres miteinander koppeln. Bei Offshore-Windrädern kommt erschwerend hinzu, dass nicht stetig die gleiche Menge Strom produziert wird. Traditionelle Gleichstrom-Anlagen haben damit Probleme.

 

Asplunds Stromrichter schließt die Lücke zwischen den Systemen. „Theoretisch könnte man ohne Stromrichter ein Gleichstrom-Seekabel zwischen einer Offshore Windanlage und dem Festland betreiben“, erklärt der Erfinder. „Praktisch wäre das aber viel zu aufwendig. Man müsste auf den Windrädern Generatoren installieren, die zusätzlich Blindstrom erzeugen, damit die Übertragung stabil funktioniert.“

 

„HVDC Light“ heißt das Übertragungssystem, das auf dem Einsatz von Asplunds Voltage-Source Converters basiert: High Voltage Direct Connect Leicht. „Als wir Technologie Mitte der 90er Jahre zu entwickeln begannen, waren die auf dem Markt verfügbaren Halbleiter noch relativ klein und hatten wenig Leistungsvermögen“, erinnert sich Asplund. Deshalb entwickelte sein Team zunächst einen Stromrichter für Stromstärken im Bereich von lediglich drei Megawatt. „Die Halbleiter waren so etwas wie ein Flaschenhals. Wenn sie sich zu langsam einschalteten, dann bekamen sie die gesamte auf der Leitung liegende Spannung mit einem Schlag ab – und gingen kaputt“.

 

Ein Teil des Problems wurde durch die Zwischenschaltung von Kontrollfunktionen gelöst, ein anderer Teil durch die im Laufe der Jahre immer besser werdende Qualität der Halbleiter. Bereits beim ersten kommerziellen Einsatz der Technologie – der Verbindung des Südens der Insel Gotland mit der Stadt Visby – wurde eine Verbindungsstärke von 50 Megawatt erreicht.

 

Heute erreichen HVDC Light-Anwendungen Kapazitäten von bis zu 1500 Megawatt. „Solche eine Technologie immer noch ‚Light‘ zu nennen, ist eigentlich so, als wenn man als Erwachsener immer noch von seinem ‚kleinen Bruder‘ spricht – obwohl dieser Bruder einem längst über den Kopf gewachsen ist“, erläutert Asplund.

 

Durch das Patent zum VSC und 50 weitere Patente im Zusammenhang mit der Gleichstrom-Hochspannungstechnologie hat Gunnar Asplund entscheidend dazu beigetragen, dass Gleichstrom sich in den vergangenen Jahren als technischer Standard für die Energieversorgung hat etablieren können. Der Anschluss von Windparks, Solaranlagen und Wasserkraftwerken an das Stromnetz hat sich durch HVDC Light entscheidend verbessert. „Auf lange Sicht wird es uns die neue Technologie ermöglichen, ein Stromnetz aufzubauen, in dem Gleich- und Wechselstrom auf vielen verschiedenen Ebenen miteinander verzahnt sind“, meint Asplund.

 

Handelsblatt 28.04.2015 

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