Gesellschaftliche Trends, wie Digitalisierung, künstliche Intelligenz, Konnektivität, Globalisierung und Elektrifizierung, lassen einen wachsenden Bedarf an Energie erwarten. Im Kontext der global notwendigen Reduktion von Treibhausgasemissionen bedeutet dies vor allem eine Steigerung der Energieeffizienz und die Nutzung des durch regenerative Energien erzeugten Stroms, insbesondere auch übergreifend für den Wärme- und den Verkehrssektor, um unabhängig von der Volatilität von Sonne und Wind zu werden. Um die dazu erforderlichen Energiesysteme zukunftssicher zu gestalten, müssen diese nicht nur nachhaltig und zuverlässig, sondern auch wirtschaftlich und letztlich gesellschaftlich akzeptiert sein. Der Technologie der Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) kommt dabei eine besondere Rolle zu, da sie die Integration der in großer Entfernung vom Festland erzeugten Windenergie ermöglicht und den Austausch hoher Energiemengen über große Entfernungen innerhalb eines Landes oder über Ländergrenzen hinweg gewährleistet.
Die im Rahmen der HGÜ erforderlichen Umrichter- und Übergabestationen können, insbesondere bei hohen Übertragungsspannungen, erhebliche Dimensionen erreichen. Bestehen Anforderungen nach einer kompakten Bauweise, um den Flächenverbrauch zu minimieren und eine ästhetische Stationsplanung zu ermöglichen, so kann eine gasisolierte Ausführung (GIS) von HGÜ-Komponenten Vorteile gegenüber luftisolierten Anlagen haben. Jahrzehntelange Betriebserfahrungen im AC-Bereich weisen GIS allgemein eine hohe Zuverlässigkeit bei geringem Wartungsbedarf, sowie die weitgehende Unab- hängigkeit von äußeren Bedingungen nach.
Zur Netzanbindung in der Nordsee hat sich bis 900 MW die Spannungsebene ±320 kV etabliert. Erstmalig wird dabei für DolWin6 eine HGÜ-GIS im DC switchyard zwischen Umrichterdrosseln und DC-Kabel eingesetzt, um die Größe der Offshore-Umrichterstation zu reduzieren. Zur Erhöhung der Nachhaltigkeit zukünftiger ±320-kV-Projekte, wurde in einer Machbarkeitsstudie die grundsätzliche Eignung von Clean Air anstelle von Schwefelhexafluorid in HGÜ-GIS bestätigt.
Um entfernt liegende Gebiete mit Windparks zu erschließen, wird die Spannungsebene ±500 kV genutzt, sodass bis zu 2000 MW mit nur einem DC-Kabelsystem übertragen werden können. Unter Berücksichtigung der Schlagweiten ist eine Ausführung der Offshore-Umrichterstation im Bipolbetrieb mit luftisolierten Komponenten sehr raumfordernd. Wird dann eine HGÜ-GIS nicht nur im DC switchyard, sondern bereits zwischen den Umrichtertransformatoren und den Gleichrichtern eingesetzt, so muss das Isoliersystem für die Mischspannungsbelastung aus AC- und DC-Anteilen geeignet sein.
Im Leistungsbereich von 2000 MW liegen auch die geplanten deutschen HGÜ-Übertragungsstrecken SuedLink und SuedOstLink. Entsprechend des gesetzlich geregelten Erdkabelvorrangs sind lange DC- Kabelstrecken in Planung. Die DC-Kabel werden dabei in Abschnitte bestimmter Länge geteilt, um eine Inbetriebnahme mit AC-Spannung, eine Kabelfehlerortung sowie die klare Trennung zwischen unterschiedlichen Kabellieferanten zu ermöglichen. Diese Kabelabschnittsstationen umfassen eine Funktionalität, die auch mit HGÜ-GIS abgedeckt werden kann, um den Flächenverbrauch zu reduzieren. Eine Containerbauweise reduziert den Aufwand für Bau und ermöglicht kurze Installationszeiten.
Gasisolierte Anlagen für den Einsatz unter hoher Gleichspannung leisten demnach als kompakte und zuverlässige Betriebsmittel einen Beitrag zu zukunftssicheren Energiesystemen.