Offshore-Kabel, die der Nässe dauerhaft standhalten
Die EU verfolgt das verbindliche Ziel von 20 % Endenergieverbrauch aus erneuerbaren Energiequellen bis zum Jahr 2020 und Offshore-Windenergie besitzt das größte Potenzial, um zur Erfüllung dieses Ziels beizutragen. Die Windkraftanlagen der nächsten Generation werden 40 km vor der Küste im Meer stehen und in bis zu 80 m Tiefe verankert sein. Seekabel laufen entweder individuell über das Meer oder ein Unterwasser-Hub liefert eine Anschlussstelle. Von dort aus verläuft dann ein einzelnes Hochspannungsübertragungskabel ans Ufer, das die Energie überträgt. Jedoch sind Kabelinspektion und -wartung in großer Tiefe schwierig. Darüber hinaus ist es notwendig, die bestimmten Übertragungsspannungen zu erhöhen, da größere Leiter schwerer und teurer sind. Die von der EU finanzierte Initiative WETMATE (WETMATE - A 33kV subsea wet-mateable connector for offshore renewable energy) befasste sich mit technischen Verkabelungsproblemen, die mit dem Umzug der Windparks in tiefere Gewässer und in größere Entfernung von der Küste verbunden sind. WETMATE arbeitete an der Entwicklung eines hochintegrierten nass koppelbaren 33-kV-Steckverbinders, der hohen hydrostatischen Drücken standhalten kann. Nach der Auslegung der Forscher soll er finanziell erschwinglich und einfach zu bedienen sein. Das Projektteam stattete den Kabelsteckverbinder mit Überwachungsfunktionen aus, um die Abfrage von Unterwasserkabeln zu verbessern und eine vorbeugende Wartung zu ermöglichen. Die Forscher waren daher in der Lage, die routinemäßige Wartung in größeren Tiefen wegzulassen, was eine wesentliche Verbesserung im Energieinfrastrukturmanagement darstellt. Die Wissenschaftler untersuchten zunächst das symmetrische Nachweisverfahren, um Stromspitzen verursachende Teilentladungen (partial discharges, PD) in dem Kabel zu lokalisieren. Sie entwickelten und erprobten Schaltkreissensoren zum Umgebungs- und PD-Erfassung. Partner stellen außerdem Leiterplattenprototypen her, um die Energiegewinnung aus umgebenden Quellen, Umgebungserfassung und PD-Detektion zu testen. WETMATE wollte zunächst Lichtwellenleiter innerhalb des Kabels dazu einsetzen, um Informationen über den Zustand des Steckverbinders ans Ufer senden. Das Team entschied sich dafür, zwischen dem Gehäuse des Steckverbinders und dem Energiewandler an der Oberfläche ein Ultraschallmodem zu verwenden, da diese Variante effizienter ist. Der Steckverbinder des Projekts wird eine Hilfe dabei sein, das Betriebsverhalten zu verbessern und die Zuverlässigkeit von Hochspannungsverbindungen unter Wasser zu erhöhen. Die Lösung unterstützt gleichermaßen die europäische Strategie für eine nachhaltige, wettbewerbsfähige und sichere Energieversorgung.
Schlüsselbegriffe
Offshore-Windparks, küstennahe Windparks, erneuerbare Energien, Unterwasserkabel, WETMATE, untermeerisch, nass koppelbarer Steckverbinder
