HGÜ-Erdkabel: Potentiale und Erfahrungen

Transkript

1 ForWind Vortragsreihe - Vorträge zu Themen der Windenergie Heike Klaus 30. Januar 2014

2 Anbindungsverpflichtung Seit Dezember 2006 ist die TenneT TSO GmbH als zuständiger Übertragungsnetzbetreiber gesetzlich verpflichtet, Netzanschlüsse für Offshore-Windparks zu errichten und zu betreiben. Diese Aufgabe wird von der Schwestergesellschaft der TenneT Offshore GmbH wahrgenommen. Diese übernimmt im Auftrag der TenneT TSO GmbH die Konzeption, Planung, den Bau und den Betrieb von Anschlussleitungen auf See bis zum Netzverknüpfungspunkt an Land. Das Netzanschlussverfahren sowie die Netzführung des Offshore- Netzes wiederum obliegen der TenneT TSO GmbH

3 TenneT ÜNB in der deutschen Nordsee

4 Aktuelle Offshore-Projekte TenneT

5 Aktuelle Offshore-Projekte TenneT Kapazität (MW) Status: Errichtet / in Betrieb alpha ventus 60 BorWin 1 (West) 400 In Bau / Vergeben BorWin2 800 SylWin1 DolWin1 800 DolWin2 900 DolWin3 900 HelWin1 576 HelWin2 690 SylWin1 864 Riffgat 108 Nordergründe 111 Ʃ Errichtet / Vergeben BorWin2 BorWin1 alpha ventus DolWin1 DolWin2 DolWin3 Riffgat BorWin3 HelWin2 HelWin1 UW Hagermarsch Nordergründe UW Büttel Ausgeschrieben / in Verhandlung BorWin3 900 BorWin4 900 UW Emden Borssum UW Inhausen UW Emden/Ost UW Diele UW Dörpen West Ʃ Ausgeschrieben

6 Technische Netzanbindungsalternativen OWP (Riffgat) OWP (z.b. EnBW Hohe See) OWP (z.b. Deutsche Bucht) Offshore Drehstrom- Netzanbindung Seekabel Gleichstrom- Netzanbindung = ~ BorWin3 = ~ Landkabel = ~ = ~ Netz Wahl der Netzanbindungstechnologie ist vor allem abhängig von der Entfernung der Leistung

7 Hochspannungsgleichstromübertragung (HVDC) Spannungsgeführte Stromrichter (Voltage Source Converter VSC) Nennspannung ±320 kv Übertragungsleistung 900 MW Vorteile der VSC-Technologie: Zuverlässige und kontrollierte Regelung der Energie Größere Übertragungsleistung als bei Drehstromsystemen Geringere Übertragungsverluste, damit geringer Temperaturentwicklung sowie wachsende Wirtschaftlichkeit mit zunehmender Kabelstrecke gegenüber Drehstrom keine (Zwischen-) Kompensationseinrichtungen erforderlich Flexibles Werkzeug zur Verbesserung der Netzstabilität (erhöhte Versorgungssicherheit) Verbesserte Anschluss- und Anfahrmöglichkeiten bei schwachen (Windpark-)Netzen

8 HVDC-Anbindung Schematische Darstellung 1. Windpark mit eigener Plattform 1 2. Konverterplattform 3. Seekabel Wattkabel 4 5. Landkabel 6. Konverterlandstation 5 7. Übertragungsnetz TenneT

9 HVDC-Anbindung Schematische Darstellung

10 Konverterplattformen DolWin alpha (57m) BorWin beta (42,5m) BorWin alpha (42m) Brandenburger Tor (26m) Eckdaten DolWin alpha Größe: 62 x 43 x 36 m Topside t Jacket t Piles t Wassertiefe: 27m Eckdaten BorWin alpha Größe: 52 x 35 x 21 m Topside t Jacket t Wassertiefe: 40 m

11 Konverterplattformen (DolWin alpha) Die Plattform wird durch das Einrammen von Piles fest im Boden verankert

12 Konverterplattformen (HelWin alpha) System einer sich selbsterrichtenden Plattform

13 Konverterplattformen (HelWin alpha)

14 Konverterplattformen (DolWin beta) System einer Plattform mit einem Schwerkraftfundament DolWin beta ist die größte bisher gebaute Plattform: 92 x 73 x 90 m

15 HVDC-Anbindung Schematische Darstellung

16 Seekabelverlegung Seekabel (Cu) mm² 44 kg/m Ø 125 mm Pro System werden zwei Kabel verlegt (Plus- und Minusleiter) Das Kabelwird in der Produktionsstätte auf spezielle Schiffe verladen

17 Seekabelverlegung Offshore Post Lay Burial -Verfahren (Kabel wird zuvor von einem Verlegeschiff auf dem Seeboden abgelegt)

18 Seekabelverlegung Offshore Simultaneous Lay and Burial -Verfahren (Spülschlitten)

19 HVDC-Anbindung Schematische Darstellung

20 Seekabelverlegung Nearshore Stehendes Spülschwert

21 Seekabelverlegung Nearshore Stehendes Spülschwert Ausheben der Startgrube für das Spülschwert

22 Wattkabelverlegung Vibrationsschwert Vibrationsschwert (gelb). Minimierter Eingriff bei der Verlegung

23 Wattkabelverlegung Vibrationspflug

24 Wattkabelverlegung alpha ventus (2008) Kabelfräse HVDC Technology

25 Wattkabelverlegung Störungsumfang in Rückseitenwatten seit 2008 Unterwasser-Fräse Vibrationspflug Vibrationsschwert Alpha Ventus (Oceanteam) 2008 BorWin1 (BoDo) 2009 BorWin2 (BoDo) 2011 DolWin1 (BoDo) Tage 134,5 ha 21 Tage 14,8 ha (29 Tage) 7,0 ha 31 Tage 6,0 ha Quelle: ecoplan

26 Wattkabelverlegung Kabelmuffen links: Auslegen des Kabels mit Muffe in einem Omega-Loop unten: Einspülen der Muffe mit einem sog. Airlift Unterwasser-Fräse

27 HVDC-Anbindung Schematische Darstellung

28 Horizontalbohrungen zur Unterquerung von Deichen, Dünen und Flüssen 1. Pilotbohrung entlang einer definierten Bohrlinie 2. Aufweitung des Bohrloches 3. Einzug eines PE-Leerrohres, in das später das Kabel eingezogen werden kann Die maximale Bohrlänge ist aufgrund der Zugkräfte (die bei dem Einzug auf das Kabel wirken) auf m begrenzt

29 Horizontalbohrungen Querung eines Schutzdeiches (Büsum) Rückspülleitung für die Bentonit-Suspension Spundwandkasten als Zielgrube Bohrung von Land nach See nach der Bohrung: abgelegte Leerrohre

30 Horizontalbohrungen Querung eines Schutzdeiches (Norderney Grohdepolder: Arbeiten an DolWin1 und BorWin2) Landseitige Baustellenfläche HDD-seeseitig Kabelinstallation

31 Leerrohrbauwerk Norderney Gesamtlänge ca. 1,5 km 35 Leerrohre

32 HVDC-Anbindung Schematische Darstellung

33 Landkabelverlegung Landkabel (Al) mm² 13 kg/m Ø 114 mm Pro System werden zwei Kabel verlegt (Plus- und Minusleiter)

34 Landkabelverlegung

35 Landkabelverlegung Abzug des Oberbodens und Ausheben des Kabelgrabens

36 Landkabelverlegung Einzug der Kabel in den Graben

37 Landkabelverlegung Grabenverfüllung und Wiederherstellung der Oberfläche

38 Landkabelverlegung Verbinden der ca. 750 m langen Kabelabschnitte mit Muffen in temporären Containern

39 HVDC-Anbindung Schematische Darstellung

40 Umspannwerk Dörpen West (DolWin1) Maße der Konverterhalle: B x L x H = ca. 50 x 100 x 17 m

41 Umspannwerk Dörpen West (DolWin1)

42 HVDC-Anbindung Schematische Darstellung

43 O-NEP 2013: Projekte Startnetz 1/2 Projekt NVP Anlandpunkt/ Inselquerung Technologie Übertragungsleistung Status AlphaVentus Hagermarsch Norderney HVAC 60 MW in Betrieb BorWin1 Diele Norderney HVDC 400 MW in Betrieb BorWin2 Diele Norderney HVDC 800 MW in Bau DolWin1 Dörpen West Norderney HVDC 800 MW in Bau DolWin2 Dörpen West Norderney HVDC 900 MW in Bau DolWin3 Dörpen West Hamswehrum HVDC 900 MW in Bau HelWin1 Büttel Büsum HVDC 576 MW in Bau

44 O-NEP 2013: Projekte Startnetz 2/2 Projekt NVP Anlandpunkt/ Inselquerung Technologie Übertragungsleistung Status HelWin2 Büttel Büsum HVDC 690 MW in Bau SylWin1 Büttel Büsum HVDC 864 MW in Bau Riffgat Emden Borssum Pilsum HVAC 108 MW in Bau Nordergründe Inhausen Hooksiel HVAC 111 MW in Bau BorWin3 Emden Ost Hamswehrum HVDC 900 MW in Verhandlung BorWin4 Emden Ost Hamswehrum HVDC 900 MW in Ausschreibung gesamt: MW

45 O-NEP 2013: Zubaunetz Projekt NVP Anlandpunkt/ Inselquerung Trassenlänge EU- Ankündigung Vergabe Fertigstellung DolWin6 (NOR-3-3) Halbemond Norderney 60km DolWin5 (NOR-1-1) Cloppenburg Norderney 230km BorWin5 (NOR-7-1) Unterweser Jade 230km SylWin2 (NOR-5-2) Büttel Büsum 205km

46 Alle Fotos und Abbildungen sofern nicht gesondert vermerkt Quelle: TenneT TSO GmbH Nichts aus dieser Ausgabe darf ohne ausdrückliche Zustimmung der TenneT TSO GmbH vervielfältigt oder auf irgendeine andere Weise veröffentlicht werden