Was ist ein Konverter, warum wird er benötigt und wo soll er hin?

Von Walter Boestfleisch | Foto: Michael Reuter

Was ein Konverter ist, kann man leicht und gut verständlich in Wikipedia nachlesen. Hier nur eine kurze Einführung in die Elektrotechnik.

Der forschende Mensch hat gelernt, Elektrizität als Edelenergieform zu nutzen. Sie lässt sich leicht herstellen und transportieren. Dazu sind Geräte erforderlich, die eine elektrische Spannung herstellen, um elektrische Ladungen über einen Leiter (vornehmlich Draht) als Strom vor sich her zu treiben. Diese Spannung wird chemisch in einer Batterie als Gleichspannung für eine Taschenlampe oder mechanisch in einem Generator als Wechselspannung für einen Motor erzeugt. Schließt man einen Verbraucher, Taschenlampe oder Rasenmäher, an eine dieser Spannungsquellen an, so fließt ein Gleich- oder ein Wechselstrom, jeweils in der Höhe, die von der verrichteten Arbeit des Verbrauchers benötigt wird. Beide Stromarten haben unterschiedliche Eigenschaften. Es ist leicht verständlich, dass die Spannung beim Transport der Energie in Form des Stroms Arbeit verrichtet und dadurch abnimmt. Dabei muss der Gleichstrom nur den Innenwiderstand des Leiters (Kupfer, Aluminium) überwinden, ähnlich wie der Autoreifen den Rollwiderstand des Straßenbelags. Der Wechselstrom hat zusätzlich mit einem systemeigenen Widerstand zu kämpfen. Dieser entsteht durch den ständigen Wechsel der Flussrichtung des Stromes, daher Wechselstrom. Warum denn nun Wechselstrom? Die Erzeugung von Wechselstrom in Generatoren ist im Vergleich zu Gleichstromgeneratoren für große Leistungen leichter und die Veränderung der Spannung durch Transformatoren überhaupt erst möglich. Warum benötigt man Spannungsänderungen? Schlicht: Je höher die Spannung desto höher die Energiemenge, die als Strom transportiert werden kann.
Die kleinräumige Industrielandschaft in Europa erforderte bislang aber die dezentrale Bereitstellung von Energie. Um von zentralen Kraftwerken hohe Energiemengen zu verteilen braucht man eben hohe Spannungen (380 kV), vor Ort aber dezentral nur bis 220V. Also muss mehrfach die Spannung transformiert werden. Deswegen haben wir ein ausgedehntes Wechselstromnetz. Die Versuche im 19. Jahrhundert, ein Gleichstromnetz aufzubauen, scheiterte letztlich an der mangelnden Transformierbarkeit der Spannung.

Der Verbrauch an elektrischer Energie durch immer mehr Geräte in privaten Haushalten (Elektroauto) und Industrie (Wirtschaftswachstum) steigt unaufhörlich. Nach Entdeckung und Förderung neuer Rohenergiequellen (Wind, Licht) und politisch erzwungener Abschaltung der Kernkraftwerke will man nun die sogenannte „Erneuerbare Energie“ auch kostengünstig transportieren. Wir erinnern uns: Transport von hohen Energiemengen erfordern hohe Spannungen.
Windräder auf See erzeugen zunächst Wechselspannung, die nicht sehr hoch sind. Von mehreren Windrädern werden diese gebündelt, wegen der Verkabelung unter Wasser gleichgerichtet (konvertiert) an Land gebracht, dort in einem Konverter wechselgerichtet und in hohe Spannungen hochtransformiert. Danach kommt dann die Konvertierung in Gleichspannung, die nun die Energie als Gleichstrom über weite Strecken nahezu verlustfrei treibt. In den Regionen mit starkem Verbrauch wird die Gleichspannung wieder in einem Konverter wechselgerichtet, runtertransformiert und verteilt.
Bevor Wind und Photovoltaik sich als Lieferant elektrischer Energie anboten waren fossile Energieformen wie Kohle, Öl und Gas die Hauptlieferanten, allerdings mit geringeren Wirkungsgraden, jedoch sicherer Verfügbarkeit. Wind und Licht sind nicht immer sicher verfügbar, also müssen traditionelle Rohenergieformen erhalten und eingesetzt werden. Dazu dient in unserer Region die reichlich vorhandene Braunkohle mit neuen Kraftwerken wie die BoA in Grevenbroich mit wesentlich höheren Wirkungsgraden und viel geringerer CO2 Emission. Um diese Energie im Bedarfsfall in Nord- und Süddeutschland auf den gleichen Transportwegen über große Entfernungen bei geringen Transpotrtverlustennanzuliefern, bedarf es also einer Gleichrichterkomponente im Konverter, deshalb Doppelkonverter.

Fazit: Ein Konverter ist eine Kombination von Gleich- und Wechselrichter. Er dient dem technisch und wirtschaftlich günstigen Transport elektrischer Energie über lange Distanzen.

Wo soll nun dieses Gerät, das nicht stinkt, nicht strahlt, nicht lärmt, keine Luft verschmutzt installiert werden? Konverter in kleineren Ausgaben haben wir schon in große Menge um uns herum. Die niedlichen kleinen schwarzen Netzgeräte für alle möglichen Haushalts- und Infotainmentanlagen, Lichtmaschinen in allen Autos, Computer, Radio und Fernseher, überall sind Konverter drin. Zugegeben, der hier diskutierte Konverter ist deutlich größer, hat aber keine anderen Eigenschaften. Die architektonische Ausführung wird keinen Preis für Jugendstil oder Barock gewinnen, was aber auch nicht erforderlich ist und im Dreieck zwischen Autobahn, Eisenbahn und Landstraße eher eine optische Bereicherung unserer Industrielandschaft sein kann.
Die Bundesregierung hat per Gesetz ein neues Hochspannungsgleichstromübertragungsnetz (HGÜ) beschlossen und die Bundesnetzagentur mit der Realisierung beauftragt. Das bereits bestehende Umspannwerk Osterath wird dabei als Verteilknotenpunkt definiert. Der zur Spannungstransformation erforderliche Konverter kann per Gesetz in einen Abstand von bis zu 30 km errichtet werden und nahe an einer bestehenden Leitungstrasse. Die mit der technischen Realisierung von der Netzagentur beauftragte Firma (Amprion) hat mit den Kommunalbehörden gemeinsam eine Reihe von möglichen Standorten untersucht. Nach einem umfangreichen Kriterienkatalog hat sich eine derzeitig landwirtschaftlich genutzte Fläche im Norden von Kaarst als ideal erwiesen. Diese Dreiecksfläche wird von der A57, der Bundesbahnstrecke Neuss-Krefeld und der L30 (Kaarst-Büderich) zwischen Kalksandsteinwerk und Golfplatz begrenzt. Sie ist 1,3 km von der A52 entfernt. Eine Belästigung der Kaarster Wohnbebauung ist also nach allen Regeln ausgeschlossen. Eine Besichtigung ist empfehlenswert. Die Fläche war ursprünglich nicht von Amprion berücksichtigt worden, weil sie aus Raumordnungsgründen des Regionalplans u.a. für Auskiesung vorgesehen war. Das lässt sich aber ändern, dauert nur in unseren Bürokratiemühlen etwas länger. Der bisherige Vorsitzende des Planungs- und Umweltausschusses des Rhein-Kreises Neuss der FDP hat in mehreren Sitzungen die Firma Amprion und die Bürgerinitiativen zu Wort kommen lassen. Er hat neben der Maschinenhalle des aufgegebenen Kraftwerkes Frimmersdorf den hier beschriebenen Standort Nr. 20 im Kaarster Norden als ideal empfohlen. Im Übrigen ist der Regionalplan noch längst nicht verabschiedet. Zu guterletzt: Der Standort spült jährlich etwa 500.000 € in den Kaarster Haushalt.

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