Wie ist das Netz in Deutschland von oben nach unten aufgebaut?
Transportnetz —> Höchstspannung: 400kV und 220kV
Verteilnetz —> Hochspannung: 110kV und Mittelspannung: 20kV und 10 kV
Niederspannungsnetz —> Niederspannung: 230V und 400V
Was sind die Besonderheiten des Transportnetzes in Deutschland?
Vermaschte Struktur: Dabei kann auch bei einem Ausfall eines Kraftwerks oder einer Verbindung in der Regel die Leistung umgeleitet werden
Besteht aus ca. 96% Freileitungen
Energieaustausch innerhalb Deutschlands und benachbarter Länder
Was sind die Besonderheiten des Verteilnetzes?
Bildet Netzgruppen augehend vom 400kV Punkt
Ca. 64% Kabel
In der Mittelspannungebene vorwiegend Ringnetz mit offener Trennstelle
Was sind die Besonderheiten des Niederspannungsnetzes?
Überwiegend Strahlennetze —> am günstigsten
Manuelle Fehlerbeseitigung —> Lange Wiederversorgungszeiten
ca. 80% Kabel
Wie wird bei Verteilnetzen der Schutzraum deutlich erweitert?
Durch zwei Erdungsleitungen die über ein Gabelhorn am Kopf des Mastes befestigt werden
Wie verhalten sich die Stromkreislängen über die Spannungsebenen?
Sie steigen mit sinkender Spannungsebene (NS am meisten; HöS am wenigsten)
Was sind Betriebsspannung, typische Übertragungsentfernung, typische Anschlussleistung und Funktion des Höchstspannungsnetzes?
Betriebsspannung —> 380kV und 220kV
Typische Übertragungsentfernung —> Europaweit
Typische Anschlussleistung —> größer 300MW
Funktion: Europäisches Verbundnetz
Was sind Betriebsspannung, typische Übertragungsentfernung, typische Anschlussleistung und Funktion des Hochspannungsnetzes?
Betriebsspannung —> 110 kV
Typische Übertragungsentfernung —> 10 km bis 100 km
Typische Anschlussleistung —> Zwischen 20MW und 300MW
Funktion: Regionaltransport, Ballungsräume
Was sind Betriebsspannung, typische Übertragungsentfernung, typische Anschlussleistung und Funktion des Mittelspannungsnetzes?
Betriebsspannung —> 20kV und 10 kV (1kV bis 110kV)
Typische Übertragungsentfernung —> 1km bis 50km
Typische Anschlussleistung —> 50kW bis 20MW
Funktion: Regionale/örtliche Verteilung
Was sind Betriebsspannung, typische Übertragungsentfernung, typische Anschlussleistung und Funktion des Niederspannungsnetzes?
Betriebsspannung —> 230V und 400V
Typische Übertragungsentfernung —> kleiner 2 km
Typische Anschlussleistung —> 50kW bis 200kW
Funktion: Örtliche Verteilung
Durch welches Gesetz werden Netzbetereiber und Kraftwerksbetreiber voneinander getrennt?
Durch das Energiewirtschaftsgesetz (EnWG)
Was sind die wesentlichen Aufgaben eines Netzbetreibers?
Instandhaltung und Ausbau des Netzes
Messen von Stromeinspeisung und Stromentnahme
Einhaltung der Grenzwerte für Spannung und Frequenz
Warum muss die Netzfrequenz so genau eingehalten werden?
Impedanz würde sich sonst ändern
Schwungmassen wie elektrische Generatoren sind für bestimmte Frequenzen gebaut und könnten zerstört werden
Wie wird eines der Mastbilder der Hochspannung und Höchstspannungmasten genannt?
Donau
Wie hoch sind die Masten der Hochspannung und Höchststspannung?
Hochspannung —> 30m
Höchstspannung —> 60m
Welcher Leiter werden für die Hochspannung und Höchstspannung verwendet und warum?
Aluminium-Stahl-Seile
Aluminium allein wäre zu weich als Material und würde stark durchhängen, wodurch die Masten noch höher gebaut werden müssten
Wie hoch ist die Anzahl der Teilleiter im Bündel bei der Hochspannung und der Höchstspannung?
Hochspannung: 1-2 Leiter pro Bündel und Phase
Höchstspannung: 4 Leiter pro Bündel und Phase
Wie hoch ist der Querschnitt bei der Hochspannung und der Höchstspannung?
Hochspannung —> 1060 mm²
Höchstspannung —> 4x 1060 mm² (2x 1060mm² bei 220kV)
Warum werden beim Mast für Höchstspannung vier Leitungen verwendet statt einer Leitung mit dem vierfachen Durchmesser?
Die Randfeldstärken können durch die Aufteilung reduziert werden
Bei einem Leiter des vierfachen Durchmessers können die hohen Randfeldstärken dazu führen, dass lokal die Durchschlagfestigkeit überschritten wird und dann kommt es zu Teilentladungen bzw. elektrischen Verlusten und zu Koronaeffekten
Wie hoch ist der Mindestabstand zwischen dem Leiter und dem ebenen Boden bei der Hochspannung und Höchstspannung?
Hochspannung —> 6m
Höchstspannung —> 7,8m
Wie weit ist die Trassenbreite bei der Hochspannung und der Höchstspannung?
Hochspannung —> 40m
Höchstspannung —> 70m
Warum ist Trassenbreite nicht gleich Mastbreite?
Bei starken Winden können die Freileitungen anfangen zu schwingen und brauchen daher Platz, dies frei tun zu können
Wo werden überwiegend Freileitungen eingesetzt und was ist ihr Nachteil?
Im ländlichen Bereich
für große Übertragungsstrecken
Nachteil —> Deutlich sichtbarer als Kabel
Wo werden überwiegend Kabel eingesetzt und was ist ihr Nachteil?
In der Mittelspannung im Verteilnetz
Nachteil —> Greifen stark in gewachsene Bodenschichten ein und dürfden nur eingeschränkt wirtschaftlich genutzt werden
Wie wird ein Erdkabel im Boden verlegt? (Schichten)
Wiederverfülltes Erdreich
Kunstoffplatte
Magerbeton
Warum werden Erdkabel in einer Schicht aus Magerbeton verlegt?
Magerbeton besetht größtenteils aus Sand und kann dadurch eine gute Kühlwirkung für das Kabel erzielen
Warum werden in der Magerbetonschicht Leerohre verlegt?
Später können dadurch weitere Kabel verlegt werden bzw. ein weiterer Stromkreis
Warum wird bei Erdkabeln eine Kunststoffplatte verlegt?
Damit bei Bauarbeiten klar ist, das dort ein Stromkabel verlegt ist
In welcher Tiefe werden Erdkabel verlegt?
1,5m
Welche Art von Pflanzen sind für die Begrünung der wiederverfüllten Fläche verboten?
Tiefwurzelnde Pflanzen
Unterschiede zwischen Freileitungen und Erdkabeln bei 380kV: Erreichtungskosten, Betriebskosten, Nutzungsdauer, Versorgungssicherheit und Reperaturen, Trassenbreite, Ölologische Aspekte, Querung von Infrastruktur
Errichtungskosten: Bei Erdkabeln doppelt bis viermal so teuer wie bei Freileitungen
Betriebskosten:
Freileitungen —> Inspektion, Trassenfreihaltung, Korrosionsschutz
Erdkabel —> Inspektion, Trassenfreihaltung, messtechnische Überprüfung
Versorgungssicheit:
Freileitungen —> Anfälliger für Störungen
Erdkabel —> seltene Störungen
Reparaturen:
Freileitungen —> Schnelle Fehlersuche und -behebung
Erdkabel —> Zeitaufwändige Fehlersuche und -behebung
Trassenbreite:
Freileitungen —> 70m
Erdkabel —> 15m
Ökol. Aspekte:
Freileitungen —> Bewuchs unterhalb der Trasse möglich; Auf Maststandorte begrenzt
Erdkabel —> Entfernung der gesamten Vegetation; eingeschränkte Wiederaufforstung oder landwirtschaftliche Nutzung; Bodenaustrocknung, Bebauung der Trasse nur sehr eingeschränkt möglich
Querung von Infrastrukturen:
Freileitungen —> Gut möglich
Erdkabel —> Aufwändig
Was ist ein Stromverbund?
Ein Verbund mehrerer Netzbetreiber, die das Netz unter sich aufgeteilt haben
Welche Netzbetreiber haben sich Stromverbund verbunden?
Amprion
50Hertz
Tennet
TransnetBW
Was ist der Vorteil eines Stromverbundes?
Das Netz wird unempfindlicher gegen Ausfälle sowie Lastspitzen
Welche Arten der Reservehaltung gibt es?
Sekundenreserve
Minutenreserve
Stundenreserve
Wie wird die Sekundenreserve bereitgestellt?
Durch die Schwungmassen der Generatoren oder durch die Windkraft
Wie wird die Minutenreserve bereitgestellt?
Durch Gasturbinen oder Wasserkraft
Wie wird die Stundenreserve bereitgestellt?
Durch konventionelle Kraftwerke oder durch Import
Wie heißt der europaweite Stromverbund und wie hoch ist die Sekundenreserve?
ENTSO-E
2,5 GW
Was sind grundsätzliche Anforderungen an die elektrische Energieversorgung und an die gesamte Prozesskette?
Wirtschaftlichkeit
Versorgungssicherheit
Umweltverträglichkeit
Akzeptanz
Gesamte Prozesskette —> Versorgungssicherheit und Energieeffizienz
Was sind aktuelle Entwicklungen im Höchstspannungsnetz?
Weiterer Zubau von Photovolatik und Windenergie
Klimaziele müssen erreicht werden
weitere Zunahme europäischen Stromaustauschs
Was sind wichtige Maßnahmen für das Höchstspannungsnetz?
Konsequente Ertüchtigung und Höherauslastung des vorhanden Stromnetzes
Was sind rechtliche Verpflichtungen der Netzbetreiber?
EE werden bevorzugt übertragen (EEG)
Nachgefragte Übertragungskapazitäten des Marktes bereitstellen (EnWG)
Verpflichtung der Netzbetreiber zu Netzverstärkung und -ausbau mithilfe eines NEP alle zwei Jahre
Was ist der NEP?
Netzentwicklungplan —> Beschreibt notwendige Netzverstärkungs- und ausbaumaßnahmen
Was ist das NOVA-Prinzip?
Das Netz soll zuerst optimiert werden, dann verstärkt und erst dann ausgebaut
Was ist der Bundesbedarfsplan?
Mithilfer der Bundesnetzagentur werden die Ziele des NEP in den Bundesbedarfsplan überführt und dardurch verpflichtend für den Netzbetreiber
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