Übertragungstechnologien

Der Stromtransport kann technisch oberirdisch (Freileitung, Überlandleitung) aber auch unterirdisch (Erdkabel, Seekabel) erfolgen.

Die meisten Hochspannungsleitungen werden mit Wechselstrom betrieben. Die Verwendung von Wechselstrom hat den grossen Vorteil, dass Transformatoren eingesetzt werden können, um das Spannungsniveau für die Leitung anzuheben und danach bei der Feinverteilung wieder zu senken.

Für die Umwandlung des erzeugten Wechselstroms in Gleichstrom und die entsprechende Rückumwandlung für den Verbrauch wird technisch aufwendige Leistungselektronik benötigt. Diese Technologie, die seit einigen Jahren erhältlich und im Einsatz ist, hat sich in den letzten zwei Jahrzehnten kontinuierlich entwickelt und ist zuverlässig auch für hohe Leistungen. Im Gegensatz zu Wechselstromnetzen können Gleichstromleitungen nicht vermascht, sondern nur als Punkt zu Punkt Verbindung eingesetzt werden. Höchstspannungsgleichstromnetze sind heute noch nicht im Einsatz. Die Entwicklung von selbigen sowie ihr Parallelbetrieb zu Wechselstromnetzen sind derzeit noch im Status der Forschung und Entwicklung.

Wechselstrom

Strom wird auf dem Festland heute fast ausschliesslich auf der Basis von Wechselstrom übertragen. Wechselstrom-Freileitungen und -Erdkabel sind Übertragungssysteme mit unterschiedlichen Eigenschaften. Bestimmend für die Eigenschaften von Freileitungen und Erdkabeln sind hauptsächlich die Art des Isoliermediums, die Höhe der Betriebsspannung und damit die Abstände zwischen Leitern und geerdeten Teilen. Deshalb unterscheiden sich Freileitungen und Erdkabel grundsätzlich in ihrem Betriebsverhalten.

Mit steigender Betriebsspannung wachsen die Beanspruchungen an das Erdkabel stärker an als bei der Freileitung. Diese Tatsache spiegelt sich in der Entwicklung und im bisherigen Einsatz beider Übertragungstechnologien wider. Die optimalen Freileitungs- und Erdkabelvarianten hängen stark mit den Investitionen, dem Design, der Lebensdauer und der Belastung einer Leitung zusammen.

Gleichstrom

Zum Transport grosser Leistungen über grosse Distanzen wird Hochspannungsgleichstrom-Übertragung (HGÜ) interessant. HGÜ-Leitungen haben in den letzten Jahren eine grosse technologische Entwicklung durchlaufen. Die sonst übliche Wechselspannung wird von Stromrichtern am Leitungsanfang in Gleichstrom umgewandelt, am Ende wieder zurück in Wechselstrom.

Bezüglich Verluste sind diese Leitungen sehr effizient, aus Kostengründen aber nur für den Transport über lange Strecken geeignet. Erst ab mehreren hundert Kilometern Leitungslänge kompensieren die niedrigen Übertragungsverluste die hohen Investitionskosten und Verluste der Stromrichter.