Gleichstromtransports

Gleichstromtransports bezeichnet Systems zur Übertragung und Verteilung elektrischer Energie, bei denen direkte Gleichspannung statt Wechselspannung verwendet wird. Der Begriff umfasst technologische Konzepte der Gleichstromübertragung über Hochspannungsniveaus (HVDC) sowie Gleichstrom-Traktionssysteme in Verkehrsbetrieben. HVDC wird bevorzugt, wenn lange Strecken oder Unterwasserverbindungen effizienter mit Gleichstrom realisiert werden können oder wenn Netze asynchron miteinander verbunden werden sollen. An beiden Enden der Verbindung stehen Gleichrichter- bzw. Wechselrichterstationen, die Wechselstrom in Gleichstrom und wieder zurück wandeln.

Technisch unterscheiden sich HVDC-Systeme primär in der Art der Leistungskonvertierung. Line-commutated converters (LCC) nutzen Thyristoren und sind oft kostengünstig bei gut synchronisierten Netzen, benötigen aber eine zuverlässige Hilfsspannung. Voltage-source converters (VSC) verwenden IGBTs und ermöglichen Multi-Terminal-Netze, unabhängige Blindleistungsregelung und stabileres Anlaufverhalten, wodurch sie sich besser für Offshore- und Offshore-Windprojekte eignen.

Anwendungsgebiete umfassen großmaßstäbliche Fernübertragung, Unterwasserkabelverbindungen zwischen Ländern, die Vernetzung asynchron betriebener Netze sowie die DC-Verteilung in Mikro- und Rechenzentrumsnetzen. In der Bahntechnik dient Gleichstrom auch als Traktionsenergie für einzelne Strecken oder Systeme, typischerweise über Oberleitungen oder dritte Schienen, wobei Spannungen im Bereich mehrerer Hundert Volt bis zu einigen Kilovolt üblich sind.

Vorteile des Gleichstromtransports liegen in geringeren Verlusten über lange Strecken, einfacherem Netzbetrieb mit mehreren parallelen Verbindungen und der Fähigkeit, Netze unabhängig voneinander zu koppeln. Herausforderungen sind die Kosten der Umrichteranlagen, die Komplexität der Systemsteuerung, Verluste durch Umrichtertechnik und Störaufkommen durch Oberschwingungen. Gleichstromtransports ist ein zentraler Baustein moderner Energieinfrastrukturen.