Wie wird elektrischer Strom übertragen?

Stromübertragung: Wechselstrom vs. Gleichstrom im Wandel der Energiewende

Die zuverlässige Versorgung mit elektrischer Energie ist ein Grundpfeiler unserer modernen Gesellschaft. Traditionell erfolgt die Stromübertragung über weite Strecken mittels Drehstrom mit einer Frequenz von 50 Hertz (Hz) in Hochspannungsleitungen. Dieses System hat sich über Jahrzehnte bewährt, doch die Energiewende stellt neue Anforderungen an die Netzinfrastruktur und rückt die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) zunehmend in den Fokus.

Der Wechselstrom ermöglicht mittels Transformatoren eine einfache und effiziente Anpassung der Spannung an die jeweiligen Bedürfnisse – von der Hochspannungsübertragung über regionale Verteilernetze bis hin zum Hausanschluss. Hohe Spannungen reduzieren die Übertragungsverluste durch geringere Stromstärken. Allerdings entstehen bei Wechselstromübertragung über lange Distanzen kapazitive und induktive Verluste, der sogenannte Blindstrom. Dieser belastet die Leitungen zusätzlich und erfordert Kompensationsmaßnahmen.

Hier setzt die HGÜ an. Gleichstrom eliminiert den Blindstrom und reduziert die dielektrischen Verluste im Kabelmantel, insbesondere bei Seekabeln und Erdkabeln. Dadurch können höhere Leistungen über größere Distanzen transportiert werden. HGÜ-Systeme eignen sich hervorragend für die Anbindung von Offshore-Windparks oder die Verknüpfung asynchroner Stromnetze, beispielsweise zwischen Ländern mit unterschiedlichen Netzfrequenzen. Auch die Integration großer Mengen an Solarstrom aus sonnenreichen Regionen in weit entfernte Verbrauchszentren profitiert von der effizienten HGÜ-Technologie.

Die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom und umgekehrt erfolgt in aufwändigen Konverterstationen, die Leistungselektronik auf Basis von Halbleitern nutzen. Diese Technologie hat in den letzten Jahren enorme Fortschritte gemacht, wodurch die Kosten für HGÜ-Systeme gesunken und die Effizienz gestiegen ist.

Trotz der Vorteile von HGÜ wird Wechselstrom weiterhin eine wichtige Rolle in der Energieverteilung spielen, insbesondere in der regionalen und lokalen Versorgung. Zukünftig wird sich ein intelligentes Zusammenspiel beider Technologien etablieren, um die Herausforderungen der Energiewende zu meistern. Dabei werden innovative Netzsteuerungs- und -regelungssysteme immer wichtiger, um die Stabilität und Zuverlässigkeit der Stromversorgung auch bei einem hohen Anteil fluktuierender erneuerbarer Energien zu gewährleisten. Die optimale Kombination aus Wechselstrom und Gleichstrom wird maßgeblich die Zukunft der Energieübertragung prägen.