Der Umfang der einzelnen Maßnahmen bzw. die Größe der einzelnen Schritte zur Umsetzung des Ausbaubedarfs des Offshorenetzes richtet sich nach den technischen Konzepten und Planungsgrundsätzen (siehe Kapitel 5 zweiter Entwurf O-NEP 2013), die der jeweils anbindungsverpflichtete Übertragungsnetzbetreiber verfolgt. Wesentliches Unterscheidungsmerkmal ist, ob die Übertragung in AC- oder DC-Technologie erfolgt. Daraus ergeben sich jeweils andere Maßnahmenumfänge und Umsetzungsschritte.
DC-Netzanbindungssysteme
Ein DC-Netzanbindungssystem erlaubt es, große Energiemengen verlustarm über weite Entfernungen zu transportieren. Hierzu wird der in den Offshore-Windparks (OWP) erzeugte Strom zunächst auf den Umspannplattformen der OWP gesammelt und dort auf eine Spannungsebene von 155 kV AC in der Nordsee beziehungsweise 220 kV AC in der Ostsee hoch transformiert. Von den Umspannplattformen der OWP wird die erzeugte Windenergie dann seitens des anbindungsverpflichteten Übertragungsnetzbetreibers „abgeholt“. Dazu werden AC-Anschlüsse installiert, durch die der Strom von den Umspannplattformen mehrerer OWP zunächst auf eine eigene Offshore-Plattform des Übertragungsnetzbetreibers geleitet wird. Auf dieser sogenannten Konverterplattform wird dann der Strom von AC auf DC umgerichtet. Anschließend wird der Strom durch eine HGÜ-Verbindung von der Konverterplattform zum technisch und wirtschaftlich optimalen Netzverknüpfungspunkt an Land transportiert. Dort erfolgt wiederum in einer Konverterstation die erneute Umrichtung des Stroms von DC auf AC, bevor er in das 380/220-kV-Übertragungsnetz eingespeist wird. Die technisch und wirtschaftlich effizienteste Standard-Übertragungsleistung eines solchen DC-Netzanbindungssystems liegt bei 900 MW („Stand der Technik“). Dementsprechend wird in der Regel einer Übertragungskapazität von 900 MW für DC-Netzanbindungssysteme gewählt.
Der Großteil der Projekte in der Nordsee wird als DC-Netzanbindungssystem ausgeführt. Dies ist auf die höhere Erzeugungsleistung der Offshore-Windenergie in der Nordsee und die zumeist auch größeren Entfernungen, über die die Leistung zum technisch und wirtschaftlich günstigsten Netzverknüpfungspunkt an Land transportiert werden muss, zurückzuführen. Zudem bildet insbesondere der Küstennahe Raum einem Engpass bei der Trassensuche. Über ein DC-Kabelsystem lässt sich deutlich mehr Energie übertragen als über ein AC-Kabelsystem. Dadurch lässt sich die Anzahl der Kabeltrassen, die in diesem Raum untergebracht werden müssen deutlich reduzieren.
In der Ostsee wird das Projekt OST-2-4 als DC-Netzanbindungssystem ausgeführt um das in diesem Cluster bestehende Erzeugungspotenzial voll auszuschöpfen. Die verbleibenden Systeme in der Ostsee werden in AC-Technologie ausgeführt
Siehe dazu auch den untenstehenden Absatz zu AC-Netzanbindungssystemen.
Schematische Darstellung eines DC-Netzanbindungssystems
AC-Netzanbindungssystem
Wie auch beim DC-Netzanbindungssystem wird zunächst der in den OWP erzeugte Strom auf den Umspannplattformen der OWP gesammelt und hochtransformiert. Von dort wird die erzeugte Offshore-Windenergie seitens des Übertragungsnetzbetreibers „abgeholt“ und direkt zum technisch und wirtschaftlich optimalen Netzverknüpfungspunkt an Land transportiert. Dazu werden AC-Netzanbindungssysteme zwischen der Umspannplattform des OWP und dem technisch und wirtschaftlich optimalen Netzverknüpfungspunkt an Land installiert. Dort wiederum wird die Offshore-Windenergie in das 380/220-kV-Übertragungsnetz eingespeist. Bei dieser Übertragungstechnologie erfolgt somit keine Umrichtung des Stroms auf See von AC auf DC bzw. an Land von DC auf AC, sodass sie ohne Konverterplattformen bzw. Konverterstationen auskommt.
Die technisch und wirtschaftlich effizienteste Standard-Übertragungsleistung eines solchen AC-Netzanbindungssystems liegt, nach heutigem „Stand der Technik“, bei Einsatz einer Spannung von 220 kV bei 250 MW. Bereits heute zeichnet sich eine Erhöhung der Übertragungsleistung von 220 kV AC-Netzanbindungssystemen aufgrund der technischen Weiterentwicklung ab. Derzeit führt jede Offshore-Netzausbaumaßnahme, die mit AC-Technologie umgesetzt wird, zu einer Übertragungskapazität von 250 MW zwischen dem jeweiligen Cluster und dem Netzverknüpfungspunkt an Land.
In der Ostsee wird aufgrund der geringeren Anzahl der konkreten OWP-Projekte und damit der kleineren Anzahl potenzieller Netzanschlussnehmer und der geringeren Entfernungen zwischen den Erzeugungsgebieten der Offshore-Windenergie und den technisch und wirtschaftlich optimalen Netzverknüpfungspunkten an Land eine geringere Leistung aus weniger OWP über kürzere Entfernungen übertragen. Dies führt dazu, dass eine Großzahl der Projekte in der Ostsee als AC-Netzanschlusssystem ausgeführt wird. Eine Ausnahme bildet hier das Projekt OST-2-4 (siehe dazu obenstehenden Absatz zu DC-Netzanbindungssystemen).
Schematische Darstellung eines AC-Netzanbindungssystems