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von Vi A.

Was ist Smart Grids und was soll es bringen?

Smart Grids (deutsch: intelligente Stromnetze) sind modernisierte Stromnetze, die mit digitaler Technik, Sensoren und Kommunikation arbeiten, um die Energiewende überhaupt beherrschbar zu machen.

Die Energiewende bringt:

viele dezentrale Erzeuger (PV, Wind)

Wie viel Stromenergie verbraucht Deutschland täglich und wieviel Jährlich, ungefährt ?

Täglich wird in Deutschland zirka 50-60GW benötigt. Die Jahreshöchstlast — also die größte elektrische Last bzw. Leistungsaufnahme des deutschen Stromnetzes ist 80GW.

Deutschland verbraucht pro Jahr ungefähr:

≈ 500 Terawattstunden (TWh) Strom

Das ist die Stromenergie über ein ganzes Jahr.

Jahresstromverbrauch Deutschland: 👉 ≈ 500 TWh/Jahr
Durchschnittliche Dauerleistung: 👉 ≈ 55–60 GW

Die Jahreshöchstlast beträgt in der BRD ca. 80 GW.

Erzählen Sie über Kraftwerk Weisweiler, wie viel Leistung, welches Kraftwerk und die geplannte Zukunft für diesen Kraftwerk.

Das Kraftwerk Weisweiler ist ein Braunkohle- und Gas-Kraftwerk.

Das Kraftwerk kann bis zu ca. 1,7 Gigawatt (GW) gleichzeitig ins Stromnetz einspeisen.

Es gibt zwei große Braunkohleblöcke à je ~600 MW.
Dazu kommen zwei Gasturbinen mit zusammen etwa 400 MW

Weisweiler stellt Braunkohlestrom bis spätestens 2030 ein.

Bereits 2025 wurde ein 300 MW-Block abgeschaltet.

Die noch laufenden Blöcke folgen 2028/2029.

Das Kraftwerk Weisweiler ist ein Kohlekraftwerk der RWE Power AG in Eschweiler-Weisweiler. Es wird mit Braunkohle befeuert, die vom Betreiber im Tagebau Inden abgebaut wird, und dient der Grundlast.

Was ist Blindleistungkompensation ?

Parallelkondensator: Lastroom IC auf I2 übergeht und auf I12, das ist weniger Induktiv, Spannungsabfall wird gering, somit stabiliert sich die Netzspannung am Verbaucher. Z-Last

Das Grundproblem

Blindleistung erzeugt Blindstrom. Blindstrom:

❌ macht keine Arbeit
❌ heizt Leitungen & Trafos
❌ blockiert Netzkapazität

👉 Das Netz wird „voll“, ohne Nutzen.

Spannungsprobleme

Induktive Blindleistung → Spannungsabfall
Kapazitive Blindleistung → Spannungsanhebung

👉 Netz wird instabil:

Unterspannung
Überspannung
Abschaltungen
Schlechter Leistungsfaktor (cos φ)
- Viel Blindleistung → cos φ klein
- Netz muss für hohe Scheinleistung ausgelegt sein
👉 dickere Kabel, größere Trafos → teuer
Was bringt Kompensation konkret?
✅ Weniger Strom
- Blindleistung wird lokal erzeugt
- fließt nicht durchs Netz
➡️ Leitungen werden entlastet
Mehr Wirkleistung möglich
- gleiche Leitung
- mehr nutzbarer Strom
  Kurzes Beispiel
  Ein Betrieb braucht:
  - 1 MW Wirkleistung
  - cos φ = 0,7
  ➡️ Strom = hoch ➡️ Leitung stark belastet
  Nach Kompensation:
  - cos φ = 0,95
  - gleicher Nutzen
  - deutlich weniger Strom

Was ist cos φ?

cos φ (Leistungsfaktor) beschreibt,wie viel des Stroms tatsächlich Arbeit verrichtet.

-> Wirkleistungs- Management zur Frequenzhaltung

-> Blindleistungs- Management zur Spannungshaltung

Über die Erregung kann die Blindleistungsabgabe (kapazitiv, induktiv)

gesteuert werden.

Wird mehr mechanische Leistung (Drehmoment, Drehzahl) auf der

Antriebsseite des Generators zugeführt vergrößert sich der Polradwinkel

und es wird mehr elektrische Wirkleistung ins Netz eingespeist. Die

Drehzahl (Frequenz) bleibt am starren Netz konstant.

Was passiert wenn zu viel Blindleistung entsteht, und wenn zu wenig?

Bei zuviel: steigt die Spannung im Netz

Bei zuwenig: Sinkt die Spannung, das System bricht und Energie wird nicht transportiert.

Damit sollen Elektro und Magnetische Felder im gleichgewicht sein.

HGÜ, HDÜ, Freileitung maximale Übertragung ? wo sind die Vorteile ?

HGÜ - Hochvolt Gleichstrom Übertragung: Sinnvoll ab 100km, Keine Blindleistung. Beispiel 2000km in China, teuer Umrichter nötwendig. Lohn sich ab 500km trotz der Umrichterverluste.

Je länger die Leitung, desto größer der Widerstand → höhere Verluste

Hohe Spannung → kleiner Strom → geringe ohmsche Verluste