Gebäudetechnik
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Strom Prinzip
 
Strom kann man nicht auf Vorrat produzieren und lagern, wie etwa Kohle oder Propangas. So kann man mit dem in Batterien gespeicherten Strom zwar Taschenlampen, Radios oder Autos betreiben; um einen Haushalt zu versorgen, müsste die Batterie aber riesenhafte Dimensionen annehmen.

Strom muss also genau in dem Augenblick produziert werden, in dem er benötigt wird. Die eingesetzten Kraftwerke müssen deshalb immer genau so viel Strom liefern, wie im selben Moment durch das Ein- und Ausschalten von Motoren, Lampen, Heizgeräten und anderen elektrischen Verbrauchern angefordert wird. Jede vom Verbraucher aufgegebene Bestellung an elektrischer Energie wird buchstäblich mit Lichtgeschwindigkeit ausgeführt.

Der Stromverbrauch ändert sich mehrmals im Laufe eines Tages und wird durch die so genannte Lastkurve dargestellt. Überdies ändert sich der Strombedarf auch während des Jahres, er ist im Winter viel höher als im Sommer.

Durch das Zusammenwirken verschiedener Kraftwerkstypen werden diese Schwankungen ausgeglichen. Die Verbindung zwischen Kraftwerken und Verbrauchern bildet das Netz mit seinen vier verschiedene Spannungsebenen. Außer Freileitungen und Erdkabeln gehören dazu aber auch zahlreiche elektrotechnische Bauelemente wie Schalter, Transformatoren sowie Mess-, Regel- und Steuertechniken, ohne die ein Netzbetrieb nicht möglich wäre.

Die Netzfrequenz darf nur minimal schwanken, daher muss ständig ein Gleichgewicht hergestellt werden. Das heißt, dass die Generatoren in den Kraftwerken mit konstanter Umdrehungszahl rotieren müssen. Kommt es nun bei überhöhtem Strombedarf zu einem Energiedefizit, so werden dadurch die Maschinen in den Kraftwerken leicht gebremst. Dadurch sinken Drehzahl und Frequenz geringfügig. Umgekehrt führt ein Überschuss an Strom zu einem Frequenzanstieg.

Es ist somit notwendig, die Erzeugung ständig dem Verbrauch anzupassen. Das wird in Form der Primärregelung von elektronischen Turbinenreglern in den einzelnen Kraftwerken erledigt. Alle Kraftwerke im europäischen Verbundnetz sind an dieser Regelung beteiligt. Daher muss jedes Kraftwerk nur einen sehr geringen Anteil des Defizits ausgleichen.

Neben der Primärregelung gibt es die Sekundärregelung. Die Sekundärregelung sorgt dafür, dass der zuständige Netzbetreiber das Defizit der Leistungsbereitstellung übernimmt und ausgleicht, dass die Primärregelreserve wieder hergestellt werden kann und dass die Frequenz wieder an den Normwert herangeführt wird.

Mithilfe eines Netzreglers im Hauptlastverteiler werden Lastflussdifferenzen und Frequenzabweichungen sofort erkannt und durch Einsatz zusätzlicher Kraftwerke automatisch ausgeglichen.

Falls die Erzeugung aber dennoch nicht ausreicht, muss zusätzlich Strom importiert werden.