07.12.2015 - 11:21 | Michael Henze, TEc Management | NEP
Betreff: NEP 2025 - Konsultation 2015 / Input
Sehr
geehrte Damen und Herren,
beim Einsatz von Erdkabeln, insbesondere die AC-Kabeltechnik betreffend,
steckt noch viel Verbesserungspotenzial im „temperaturabhängigen
Leitungsbetrieb“, wenn die thermischen Eigenschaften der
Kabelbettung, d.h. deren Wärmeabführungsverhalten weiter
verbessert, bzw. das Problem der Kabelerwärmung und
Bodenaustrocknung hinlänglich gelöst wird. Dieser Aspekt bzw. diese
Zielaufgabe ist im ersten Entwurf zum NEP 2025 leider nicht enthalten
oder zumindest innovativ gestellt. Denn beides bedingt und
unterstützt sich gegenseitig in negativer Hinsicht, d.h. die
Kabelwärme trocknet den Boden zunehmend zumindest im
Kabelnahhbereich irreversibel aus und die Bodenaustrocknung
unterstützt wiederum, aufgrund der dadurch bedingten Abnahme der
Wärmeleitfähigkeit des Bodens, die Zunahme der Kabelwärme. Der
Boden wird also im Laufe der Zeit zunehmend zu einem Isolator bzw.
einer Wärmedämmung. Dies wiederum mindert die
Stromübertragungsleistung der Kabelanlage. Um dem abzuhelfen ist der
NEP konservativ so ausgelegt, dass entsprechend größere
Kabelquerschnitte oder zusätzliche Leitungsstränge breit verteilt
in Linienanordnung in breiteren Gräben verlegt werden müssen.
Entsprechend groß ist der Aufwand, der dann der Erdkabelverlegung
negativ entgegengehalten wird.
Physikalisch
abhängig ist das Ganze bekanntlich zum
einen
von den zur Verwendung kommenden Bettungsmaterialien. Hier geht der
NEP weiterhin von althergebrachtem Kabelsand und neuerdings auch von
Flüssigboden der Gattung ZFSV (zeitweise
fließfähige
selbstverdichtender
Verfüllbaustoff)
aus.
Zum anderen ist das Ganze, wie oben schon angedeutet, grundsätzlich abhängig
von der Bodenfeuchte. Diese kann bekanntlich die Wärmeleitfähigkeit
und Wärmekapazität in Böden im Vergleich zu einem trockenem Boden
um ein Vielfaches (ca. 7,5-fache Wärmeleitfähigkeit und 4-fache
Wärmeaufnahmekapazität) steigern. Diese Feuchtigkeit steht
aber gemäß dem im NEP angenommenen konventionellen Stand der
Technik nur unkontrolliert saisonal oder ggf. über anstehendes
Grundwasser mehr oder weniger zur Verfügung, und kann sogar durch
die Kabelwärme gänzlich austrocknen.
Das Ganze ist also im Prinzip eine Frage der Feuchtigkeit im Boden, deren
nachhaltige Sicherstellung und Optimierung aus innovativer Sicht erst
mal auf passive Weise zu lösen wäre. Zum Beispiel könnte dies
dadurch geschehen, dass natürliches Regenwasser der Kabelbettung
zusätzlich systematisch zugeführt wird.
Es wäre also auch Aufgabe eines innovativ orientierten NEPs,
schon bei der Auslegung und Berechnung der Kabelkapazitäten das
vorteilhafte technische Ergebnis einer möglichen zufriedenstellenden
systematischen Befeuchtung der Kabelbettung bis in tiefere Bodenzonen
hinein auf möglichst umweltfreundliche und effiziente Weise nach
aktuellstem Innovationsstand mit zu berücksichtigen, und zumindest
als Alternative für die Zulassung zur Wahl zu stellen. Und hierbei
kann insbesondere ein ZFSV als Bettungsmaterial eine vorteilhafte
Rolle spielen, weil dieser Baustoff auch speziell für die Aufnahme
und Bindung von Wasser mit optimalen Eigenschaften regulär
eingestellt werden kann.
Folgende Vorteile würde dies für eine moderne und zukunftsorientierte
Erdkabelanlage unter Einbeziehung auch der Kabelbettung bzw. des
gesamtes Kabel-Boden-Pakets zur Optimierung des temperaturabhängigen
Leitungsbetriebs bringen:
1.
Keine Austrocknung der Kabelbettung mehr
2.
Eine erheblich leistungsfähigere Wärmeabführung in der Kabelbettung und
in Folge geringere Kabel- und Bodenerwärmung
3.
Einer höheren Stromübertragungsleistung oder entsprechend reduzierte
Kabelquerschnitte
4.
Engere und kompaktere Kabelanordnungen bei schmaleren Grabenbreiten
5.
Drehstromkabel in kompakter Dreiecksanordnung bei gleichzeitig dadurch bewirkter
Aufhebung der kritischen elektromagnetische Felder
Die detaillierte technische
Lösung, wie sie dann im Rahmen des Planfeststellungsverfahrens im Einzelnen
ausgestaltet werden kann, sollte
im Kabelbau wie im Kabelbetrieb möglichst auf natürliche Weise
regenerativ und nachhaltig, und passiv und wartungsfrei, d.h. ohne
Fremdenergie einfach und kostengünstig installierbar sein und
funktionieren.
Als wichtiges zusätzliches Hilfmedium ist Regenwasser in Deutschland in
ausreichender Menge kostenlos und regenerativ vorhanden, und bedarf
nur einer technisch systematischer Sammlung und Weiterleitung an die
eigentliche Bettungszone.
Als Bettungsmaterial kann ein entsprechend gut wasseraufnahme- und
-haltefähiger ZFSV oder Flüssigboden verwendet werden, der nur noch
zusätzlich mit bekannten Techniken für das Regenwassermanagement
und dessen Versickerung ausgestattet werden muss, derart
ausgestaltet, dass diese die befeuchtete Bettungszone nach oben hin
gegen Austrocknung abschotten, und mit einem kontrollierten Durchlass
das Wasser nach unten hin kontrolliert durchläßt. Wie ein solches
Passivbefeuchtungsystem im Prinzip aussehen kann, ist in der Anlage
in Form eines Info-Flyers beigefügt.
Eine weitere wichtige technische Option wäre eine zusätzliche aktive
Kühlung der Kabelbettung, jedoch nicht mit der altbekannten, sehr
aufwendigen Lateralkühlung, sondern mittels einfacher
Flächenkollektoren, wie sie für die Wärmepumpennutzung aus der
oberflächennahen Erdwärme nach VDI 4640 Stand der Technik sind, und
in diesem Fall insbesondere bei Teilverkabelungsstrecken zur modernen
„kalten“ Fernwärmeversorgung nahegelegener Siedlungen eingesetzt
werden könnten. Auch diese Option wird im NEP nicht in Betracht
gezogen, wo diese doch einen erheblichen zusätzlichen Beitrag zur
CO2-Einsparung (Umweltschutz) leisten könnte. Zudem würde damit der
immer wichtiger werdende dezentrale Smard-Grid (Intelligente Netze)
Ansatz unterstützt. Diese Technik könnte einer solchen Anlage eine
zusätzliche Netzdienlichkeit und abrechenbaren Mehrwert geben, und
zur besseren Akzeptanz in der Öffentlichkeit führen.
Auch wenn dieses innovative Kabel-Boden-Konzept schon aus handelsüblichen
Baukomponenten besteht, mag man einwenden, dass dieses Konzept
bislang noch nicht in dieser speziellen Kombination erprobt wurde.
Dem sei aber entgegen gehalten, dass die gesamte Erdkabeltechnik im
Hoch- und Höchstspannungsbereich noch auf dem Prüfstand steht, und
die gesetzlich ausgewiesenen Erdkabel-Pilotprojekte gerade dazu
bestimmt sind, das Ganze zu erproben. Und dazu gehört
konsequenterweise auch die Kabelbettung.
Wir würden uns freuen, wenn dieses neue Konzept in die künftige
Erdkabelplanung Eingang finden könnte.
Mit freundlichen Grüßen
TEc
MANAGEMENT
Dipl.-Ing.
Michael Henze
Mainring
10
63500
SeligenstadtTel: 06182 / 897967
Email:
tec-management@t-online.de
1x
Anlage „GeoTherm-Kabelpassivkühlung“
Sehr
geehrte Damen und Herren,
beim Einsatz von Erdkabeln, insbesondere die AC-Kabeltechnik betreffend,
steckt noch viel Verbesserungspotenzial im „temperaturabhängigen
Leitungsbetrieb“, wenn die thermischen Eigenschaften der
Kabelbettung, d.h. deren Wärmeabführungsverhalten weiter
verbessert, bzw. das Problem der Kabelerwärmung und
Bodenaustrocknung hinlänglich gelöst wird. Dieser Aspekt bzw. diese
Zielaufgabe ist im ersten Entwurf zum NEP 2025 leider nicht enthalten
oder zumindest innovativ gestellt. Denn beides bedingt und
unterstützt sich gegenseitig in negativer Hinsicht, d.h. die
Kabelwärme trocknet den Boden zunehmend zumindest im
Kabelnahhbereich irreversibel aus und die Bodenaustrocknung
unterstützt wiederum, aufgrund der dadurch bedingten Abnahme der
Wärmeleitfähigkeit des Bodens, die Zunahme der Kabelwärme. Der
Boden wird also im Laufe der Zeit zunehmend zu einem Isolator bzw.
einer Wärmedämmung. Dies wiederum mindert die
Stromübertragungsleistung der Kabelanlage. Um dem abzuhelfen ist der
NEP konservativ so ausgelegt, dass entsprechend größere
Kabelquerschnitte oder zusätzliche Leitungsstränge breit verteilt
in Linienanordnung in breiteren Gräben verlegt werden müssen.
Entsprechend groß ist der Aufwand, der dann der Erdkabelverlegung
negativ entgegengehalten wird.
Physikalisch
abhängig ist das Ganze bekanntlich zum
einen
von den zur Verwendung kommenden Bettungsmaterialien. Hier geht der
NEP weiterhin von althergebrachtem Kabelsand und neuerdings auch von
Flüssigboden der Gattung ZFSV (zeitweise
fließfähige
selbstverdichtender
Verfüllbaustoff)
aus.
Zum anderen ist das Ganze, wie oben schon angedeutet, grundsätzlich abhängig
von der Bodenfeuchte. Diese kann bekanntlich die Wärmeleitfähigkeit
und Wärmekapazität in Böden im Vergleich zu einem trockenem Boden
um ein Vielfaches (ca. 7,5-fache Wärmeleitfähigkeit und 4-fache
Wärmeaufnahmekapazität) steigern. Diese Feuchtigkeit steht
aber gemäß dem im NEP angenommenen konventionellen Stand der
Technik nur unkontrolliert saisonal oder ggf. über anstehendes
Grundwasser mehr oder weniger zur Verfügung, und kann sogar durch
die Kabelwärme gänzlich austrocknen.
Das Ganze ist also im Prinzip eine Frage der Feuchtigkeit im Boden, deren
nachhaltige Sicherstellung und Optimierung aus innovativer Sicht erst
mal auf passive Weise zu lösen wäre. Zum Beispiel könnte dies
dadurch geschehen, dass natürliches Regenwasser der Kabelbettung
zusätzlich systematisch zugeführt wird.
Es wäre also auch Aufgabe eines innovativ orientierten NEPs,
schon bei der Auslegung und Berechnung der Kabelkapazitäten das
vorteilhafte technische Ergebnis einer möglichen zufriedenstellenden
systematischen Befeuchtung der Kabelbettung bis in tiefere Bodenzonen
hinein auf möglichst umweltfreundliche und effiziente Weise nach
aktuellstem Innovationsstand mit zu berücksichtigen, und zumindest
als Alternative für die Zulassung zur Wahl zu stellen. Und hierbei
kann insbesondere ein ZFSV als Bettungsmaterial eine vorteilhafte
Rolle spielen, weil dieser Baustoff auch speziell für die Aufnahme
und Bindung von Wasser mit optimalen Eigenschaften regulär
eingestellt werden kann.
Folgende Vorteile würde dies für eine moderne und zukunftsorientierte
Erdkabelanlage unter Einbeziehung auch der Kabelbettung bzw. des
gesamtes Kabel-Boden-Pakets zur Optimierung des temperaturabhängigen
Leitungsbetriebs bringen:
1.
Keine Austrocknung der Kabelbettung mehr
2.
Eine erheblich leistungsfähigere Wärmeabführung in der Kabelbettung und
in Folge geringere Kabel- und Bodenerwärmung
3.
Einer höheren Stromübertragungsleistung oder entsprechend reduzierte
Kabelquerschnitte
4.
Engere und kompaktere Kabelanordnungen bei schmaleren Grabenbreiten
5.
Drehstromkabel in kompakter Dreiecksanordnung bei gleichzeitig dadurch bewirkter
Aufhebung der kritischen elektromagnetische Felder
Die detaillierte technische
Lösung, wie sie dann im Rahmen des Planfeststellungsverfahrens im Einzelnen
ausgestaltet werden kann, sollte
im Kabelbau wie im Kabelbetrieb möglichst auf natürliche Weise
regenerativ und nachhaltig, und passiv und wartungsfrei, d.h. ohne
Fremdenergie einfach und kostengünstig installierbar sein und
funktionieren.
Als wichtiges zusätzliches Hilfmedium ist Regenwasser in Deutschland in
ausreichender Menge kostenlos und regenerativ vorhanden, und bedarf
nur einer technisch systematischer Sammlung und Weiterleitung an die
eigentliche Bettungszone.
Als Bettungsmaterial kann ein entsprechend gut wasseraufnahme- und
-haltefähiger ZFSV oder Flüssigboden verwendet werden, der nur noch
zusätzlich mit bekannten Techniken für das Regenwassermanagement
und dessen Versickerung ausgestattet werden muss, derart
ausgestaltet, dass diese die befeuchtete Bettungszone nach oben hin
gegen Austrocknung abschotten, und mit einem kontrollierten Durchlass
das Wasser nach unten hin kontrolliert durchläßt. Wie ein solches
Passivbefeuchtungsystem im Prinzip aussehen kann, ist in der Anlage
in Form eines Info-Flyers beigefügt.
Eine weitere wichtige technische Option wäre eine zusätzliche aktive
Kühlung der Kabelbettung, jedoch nicht mit der altbekannten, sehr
aufwendigen Lateralkühlung, sondern mittels einfacher
Flächenkollektoren, wie sie für die Wärmepumpennutzung aus der
oberflächennahen Erdwärme nach VDI 4640 Stand der Technik sind, und
in diesem Fall insbesondere bei Teilverkabelungsstrecken zur modernen
„kalten“ Fernwärmeversorgung nahegelegener Siedlungen eingesetzt
werden könnten. Auch diese Option wird im NEP nicht in Betracht
gezogen, wo diese doch einen erheblichen zusätzlichen Beitrag zur
CO2-Einsparung (Umweltschutz) leisten könnte. Zudem würde damit der
immer wichtiger werdende dezentrale Smard-Grid (Intelligente Netze)
Ansatz unterstützt. Diese Technik könnte einer solchen Anlage eine
zusätzliche Netzdienlichkeit und abrechenbaren Mehrwert geben, und
zur besseren Akzeptanz in der Öffentlichkeit führen.
Auch wenn dieses innovative Kabel-Boden-Konzept schon aus handelsüblichen
Baukomponenten besteht, mag man einwenden, dass dieses Konzept
bislang noch nicht in dieser speziellen Kombination erprobt wurde.
Dem sei aber entgegen gehalten, dass die gesamte Erdkabeltechnik im
Hoch- und Höchstspannungsbereich noch auf dem Prüfstand steht, und
die gesetzlich ausgewiesenen Erdkabel-Pilotprojekte gerade dazu
bestimmt sind, das Ganze zu erproben. Und dazu gehört
konsequenterweise auch die Kabelbettung.
Wir würden uns freuen, wenn dieses neue Konzept in die künftige
Erdkabelplanung Eingang finden könnte.
Mit freundlichen Grüßen
TEc
MANAGEMENT
Dipl.-Ing.
Michael Henze
Mainring
10
63500
SeligenstadtTel: 06182 / 897967
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