Überblick

Der Wandel der Stromnetze

Eine Herausforderung für die sichere Energieversorgung

  • Patrick Wittenberg
  • 04 / 2014 Seite: 45

Stromnetze dienen dazu, elektrische Energie zu transportieren und zu verteilen, zudem verbinden sie die verschiedenen Erzeugungseinheiten mit den Verbrauchern. Sie sind ein elementarer und unersetzlicher Bestandteil unserer Stromversorgung. Durch gravierende Änderungen in der Erzeugungsstruktur wandeln sich die Anforderungen an die historisch gewachsenen Stromnetze. Netzbetreiber stehen dadurch vor einer großen Herausforderung, die einer Operation am offenen Herzen gleicht.

Unser heutiges Energieversorgungssystem ist in mehrere Spannungsebenen mit unterschiedlichen Aufgaben unterteilt. Hohe Spannungen sind nötig, um große Erzeugungseinheiten und leis­tungsstarke Verbraucher anzuschließen und Energie über große Entfernungen möglichst verlustfrei zu transportieren. Bei niedrigen Spannungen lässt sich Strom kostengünstig und gefahrlos zu den Kunden verteilen. Historisch haben sich in Deutschland und Europa vier Spannungsebenen entwickelt (Abb. 1).

Das europäische Höchstspannungsnetz (oder auch Übertragungsnetz) wird mit einer Spannung von 380 kV betrieben. Auf älteren Trassen sind auch 220 kV üblich. Dieses große Drehstromnetz verbindet beispielsweise Portugal mit Rumänien oder Deutschland mit Griechenland. Die Netzbetreiber der einzelnen Länder überwachen und betreiben dieses Netz. Eine wichtige Betriebskenngröße des Netzes ist die Drehzahl der einspeisenden Generatoren von 50 Umdrehungen pro Sekunde, die der Netzfrequenz von 50 Hz entspricht.

In jeder Sekunde muss exakt so viel Energie in das Netz eingespeist werden wie benötigt („verbraucht“) wird, denn elektrische Energie lässt sich im Netz nicht speichern. Das ist anders als z. B. im Erdgasnetz, in dem die Rohrleitungen einen Speicher darstellen. Ein ungedeckter Bedarf oder eine überschießende Produktion wirken sich im Stromnetz direkt auf die Frequenz aus und verursachen Abweichungen von den 50 Hz. Die momentane Frequenz gibt daher Aufschluss darüber, ob das Energieversorgungssystem synchron und stabil ist [1].

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