Stromtragfähigkeit erhöhen ohne neuen Trassenbau - Netzausbau kosteneffizient
Der Ausbau erneuerbarer Energien und die zunehmende Elektrifizierung zahlreicher Sektoren führen zu einer deutlichen Zunahme der Belastung von Übertragungs- und Verteilnetzen. Um dieser Herausforderung zu begegnen, wird neben dem Neubau von Stromtrassen die Ertüchtigung bestehender Leitungen durch den Einsatz von Hochtemperatur-Leiterseilen immer relevanter. Diese Technologie ermöglicht eine Erhöhung der Übertragungsleistung um bis zu 90 Prozent im Vergleich zu herkömmlichen Leiterseilen, ohne dass ein Austausch der Masten erforderlich ist.
Hochtemperatur-Leiterseile (HTLS, high-temperature-low-sag) können bei Temperaturen von 150°C bis 210°C betrieben werden, was deutlich über der für Standardleiter aus Stahl und Aluminium empfohlenen Grenze von 80°C liegt. Diese höhere Betriebstemperatur ermöglicht eine größere Leistungsreserve, führt jedoch auch zu erhöhten Verlusten und einem gesteigerten Bedarf an Blindleistung in den Übertragungsnetzen.
Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die zusätzlichen Verluste nur auftreten, wenn die maximal zulässige Leitertemperatur tatsächlich ausgenutzt wird. Dies geschieht hauptsächlich in Zeiten von Spitzenstrombedarf. Da dieser Spitzenstrom oft durch schnell regelbare Kraftwerke wie Gaskraftwerke bereitgestellt wird, ist er mit hohen Kosten verbunden. Zukünftig sollen jedoch auch große Batteriespeicher dazu beitragen, diesen kurzfristigen Spitzenstrombedarf zu glätten und den Einsatz teurer Gasturbinen zu reduzieren. Der benötigte Spitzenstrom muß jedoch so oder so durch das Übertragungs- und Verteilnetz transportiert werden.
Die Vorteile von Hochtemperatur-Leiterseilen für die Netzstabilität überwiegen also in vielen Fällen die zusätzlichen Leistungsverluste in den Leitern, die aufgrund der zeitlichen Begrenzung der Spitzenlast in vielen Fällen als vernachlässigbar angesehen werden können. Die spezielle Materialkombination der Leiter- und Verseildrähte ermöglicht auch bei erhöhten Temperaturen die Einhaltung des maximal zulässigen Durchhangverhaltens.
Das Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE (FNN) hat technische Hinweise zur Planung und zum Einsatz dieser "heißen Seile" erarbeitet. Weltweit werden Erfahrungen mit dieser Technologie gesammelt, um die hohen Kosten eines Leitertauschs zu optimieren und einen normgerechten, sicheren Betrieb zu gewährleisten.
Ein aktuelles Beispiel für eine solche Umrüstung ist die 380-kV-Leitung zwischen Vieselbach in Thüringen und Mecklar in Hessen, wo auf einer Länge von 87 Kilometern klassische Stahl-/Aluminium-Leiterseile durch Hochtemperatur-Leiterseile ersetzt werden. Eine weitere Teststrecke zwischen Remptendorf in Thüringen und Redwitz in Bayern, bei der die Übertragungskapazität um 17% gesteigert werden konnte. Die Firma Spie übernimmt Ende 2024 im Auftrag von Tennet die technische Planung für eine 216 km lange Höchstspannungsleitung mit neuen HTLS Leitrerseilen zwischen Umspannwerk Landesbergen in Niedersachsen, dem Umspannwerke Grohnde, Vörden und Würgassen nach Sandershausen Ost und Bergshausen bis zum Umspannwerk Borken.
Bislang werden Hochtemperatur-Leiterseile nur von Fall zu Fall anhand der konkreten Netzgegebenheiten eingesetzt. Dank der zunehmenden Verbreitung gibt es jedoch immer mehr Betriebserfahrung, was die Datenbasis für zukünftige Projekte verbessert.