Frage von done2014, 41

Wer kann mir Fragen zur HGÜ und zu Solarparks beantworten?

Ich habe ein paar Fragen zu den (theoretischen / geplanten) Solarparks in der Sahara, die per HGÜ mit Europa verbunden werden sollen:

  1. Wie hoch ist die Ausgangsspannung (Leistung / Strom)? Sind die Solarmodule in Reihe oder Parallel geschaltet?

  2. Würde die Gleichspannung der Solarmodule zuerst in AC umgewandelt, hochtransformiert und wieder in DC umgewandelt werden oder ist die Ausgangsspannung hoch genug, dass sie direkt übertragen werden kann?

  3. Gibt es außer Solarenergie noch andere Methoden, um direkt Gleichspannungen für die HGÜ zu erzeugen?

Hilfreichste Antwort - ausgezeichnet vom Fragesteller
von Peppie85, Community-Experte für Energie & Strom, 18
  1. ich gehe davon aus, du meinst die ausgangsleistung der Solarmodule. das bedeutet pro Modul eine Leerlaufspannung von ca. 50 Volt. ein mittelprächtig gutes solarmodul hat eine Ausgangsleistung von 180 Watt Peak (gemessen bei bestrahlung mit 1000 Watt pro m² und 20°C Modultemperatur. in der Praxis dürften das wohl bei strahlendem Sonnenschein in Nambiba bei 45°C Modultemperatur etwa 140 Watt sein, also ca. 4 Ampere bei 35 Volt. Der sichere betrieb einer PV Anlage ist nur bis zu einer maximalen Strangspannung von < 1.000 Volt möglich. das beudetet maximal 20 Module in einem Strang. Natürlich kann man dann auch mehrere Stränge parallel schalten.
  2. mit eienr effektiven Spannung von etwa 700 volt im Betrieb ist diese für einen transport über weite strecken zu niedrig. daher ist es selbstverständlich erforderlich, die Spannung zu erhöhen. theoretisch wäre ein relaitiv direkter Weg denkbar (gleichspannung pulsen, dann hochtransformieren und wieder gleichrichten. in der Praxis ist es aber wohl einfacher, fertige Wechselrichter zu verwenden, das ganze hoch zu transformieren und dann entsprechend gleichzurichten.
  3. PV Anlagen sind eigendlich die einzigen stromerzeuger, die direkt gleichspannung im größeren umfang liefern... die meisten anderen stromerzeuger sind irgendwie an Generatoren gebunden... da man aber gleichspannung in ausreichender höhe für eine HGÜ nicht direkt erzeugen kann, ist das garnicht so schlecht.

lg, Anna

Antwort
von dompfeifer, 20

Zu 1 und 2:

Unter Solarmodulen versteht man Photovoltaikmodule, wie sie auf unseren Hausdächern zu finden sind. Bei dem inzwischen aufgegebenen Wüstenstrom-Projekt von Desertec plante man etwas ganz anderes, nämlich Solarthermie-Kraftwerke. Das sind Wärmekraftwerke, die sich aus Solarenergie speisen. Die arbeiten mit gewöhnlichen Dampfturbinen und nehmen keinerlei Sonderstellung ein bei der Einspeisung und Vernetzung. Die Auswahl der elektrischen Spannungen (Die ergibt sich aus ganz praktischen technischen Gegebenheiten!) für die einzelnen technischen Einheiten sowie deren Leistungen hätten sich erst in der fortgeschrittenen detaillierten Planungsphase ergeben wie bei jeder Kraftwerksplanung. Davon war Desertec noch sehr weit entfernt. Das Unternehmen scheiterte an den politischen Veränderungen in Nordafrika.

Zu 3:

Da hast Du etwas ganz grob missverstanden. Die Entscheidung, die einstmals geplante Übertragung der Elektroenergie mittels HGÜ zu bewerkstelligen, ist angesichts der langen Leitung zwischen Nordafrika und Europa eine wirtschaftlich-technische Entscheidung zur Reduzierung der Übertragungsverluste und hat überhaupt nichts zu tun mit der Art des Kraftwerks. 

Für die Erzeugung der Hochspannung für die HGÜ braucht man in jedem Falle erst einmal eine Wechselspannung. Die wird üblicherweise vom Turbogenerator des Kraftwerks geliefert und per Trafo hoch transformiert. Die Hochspannung wird dann gleichgerichtet für die Fernübertragung.

Kurzum: Die Solarenergie ist eine Energiequelle und alles andere als eine "Methode zur Erzeugung von Hochspannung oder Gleichspannung". Das sind völlig andere Bereiche und betreffen hier die Energieübertragung bzw. die Hochspannungs-Gleichstrom-Fernübertragung (HGÜ).

Antwort
von ulrich1919, 10

Zusatzbemerkung:
Damit HGÜ für grössere Entfernungen wirtschaftlich ist, braucht es sehr hohe Spannungen (750 bis 1000 kiloVolt) Ausser Spezialgleichrichter auf sehr hohen Isolatoren gibt es keine aktive gleichstromführende Bauteile (Solarzellen; Batterien), welche für so enormen Spannungen isoliert werden können. Deshalb wird die Spannung als Wechselspannung hinauf transformiert und anschliessend gleichgerichtet. Auf der Empfängerseite die umgekehrte Reihenfolge.

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