Hallo, ich habe mal eine Frage zu Strom aus dem Netz. Ich betrachte einen "Verbraucher" und einen "Erzeuger". Ich möchte auch jetzt nicht von Strom reden, sondern von Energie. Meine Frage ist jetzt folgende - wenn ein Kraftwerk eine Momentanenergie 1000 Watt liefert, der Verbraucher aber nur 300 Watt benötigt - was passiert dann mit der übrigen Energiemenge, die nicht "abgerufen" wird. Natürlich werden genaugenommen an Kraftwerken irgendwelche Regler vorhanden sein, die die Momentanleistung messen und bei Energieabfall z.B. das Gas vom Gaskraftwerk drosseln oder bei einem Anstieg mehr Gas in den Verbrenner stecken. Aber das ist nicht meine Frage - mich interessiert, ob zu viel erzeugte Energie im Netz auch zu Problemen führen kann?
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Anfänger schrieb: > Meine Frage ist jetzt folgende - wenn ein Kraftwerk eine Momentanenergie > 1000 Watt liefert, der Verbraucher aber nur 300 Watt benötigt Nun, das geht nicht. Es darf nur genausoviel Energie erzeugt werden, wie auch abgenommen wird. > Aber das ist nicht meine Frage - mich interessiert, ob zu viel erzeugte > Energie im Netz auch zu Problemen führen kann? Ja, es gibt einen Frequenz- und Spannungsanstieg. Dieser setzt dann entsprechende Regelvorgänge in Gang. Dabei kann es durchaus auch zu Regelschwingungen kommen, die dann auch zu Abschaltungen führen. Gruss Harald
Anfänger schrieb: > Meine Frage ist jetzt folgende - wenn ein Kraftwerk eine Momentanenergie > 1000 Watt liefert, der Verbraucher aber nur 300 Watt benötigt - was > passiert dann mit der übrigen Energiemenge, die nicht "abgerufen" wird. Dann dreht der Generator schneller (wird zu wenig belastet) und die Netzfrequenz geht hoch. Im schlimmsten fall, bei einem so einfachen Beispiel vielleicht auch die Spannung. Da bin ich mir aber nicht sicher. Anfänger schrieb: > Aber das ist nicht meine Frage - mich interessiert, ob zu viel erzeugte > Energie im Netz auch zu Problemen führen kann? Auf jeden Fall! Es muss zu jeder Zeit genau so viel Leistung erzeugt werden wie verbraucht wird. Deswegen bereiten die ganzen Wind- und Solarparks den Netzbetreibern solche Kopfschmerzen, Sonne und Wind lässt sich halt bei Bedarf nich an und wieder ab schalten.
Es ist nicht möglich zuviel Energie zu produzieren. Ohne Verbraucher wird auch keine Energie erzeugt. Atomkraftwerke kann man schlecht "drosseln". Das geschieht mit Gas- Wasser und anderen Kraftwerken, die die Frequenz halten. Wenn die Frequenz aus den Fugen kommt, klappt das komplette Energienetz zusammen. Dann kannst Du nicht mal mehr die Klospülung betätigen.
> wenn ein Kraftwerk eine Momentanenergie 1000 Watt liefert, > der Verbraucher aber nur 300 Watt benötigt - was passiert > dann mit der übrigen Energiemenge Die Spannung erhöht sich nur unwesentlich, aber die Frequenz der Wechselspannung erhöht sich deutlich, der Generator des Kraftwerks läuft ohne ausreichende Belastung und dreht daher schneller. Damit er nicht kaputt geht, MUSS die Leistung in den Generator vermindert werden, also das AKW heruntergefahren oder beim Kohlekraftwerk weniger Kohle nachgelegt werden (bei beiden ist also erkennbar eine Regelung nicht so schnell möglich) oder daher gibt es schnell regelbare Kraftwerkstypen "GuD" und die Möglichkeit die Leistung in Pumpen für Wasserkraftwerke zu "vernichten".
Lies mal Blackout von Marc Elsberg. Ein guter Thriller. Wenn Du das Buch durch hast, wirst Du das verstehen und wurdest dabei auch noch unterhalten :-).
super Frage, wer das versteht, versteht auch wieso es keinen Sinn macht Strom an Börsen zu handeln, weil es eben de fakto niemals einen Produktionsüberschuss geben wird, was ja das eigentliche Handeln und Preisanhebungen und senkungen vorraussetzt.
ich danke Euch sehr für die vielen Antworten, die ihr mir in so kurzer Zeit genannt habt.
Ich habe noch eine Frage - wie sieht es aus bei Solarwechselrichtern? Angenommen, eine Anlage hat Max-Leistung 10kW. Wenn ich jetzt einen Verbraucher habe, der 500 Watt zieht, die Anlage 5kW Leistung verfügbar machen könnte - was passiert mit den 90 Prozent? Muss die der Wechselrichter z.B. durch Abwärme nach draußen führen? Oder wird die Energie der Solarzellen dann einfach - wenn sie nicht "abgerufen" wird, nicht benutzt?
> Muss die der >Wechselrichter z.B. durch Abwärme nach draußen führen? Oder wird die >Energie der Solarzellen dann einfach - wenn sie nicht "abgerufen" wird, >nicht benutzt? einfachstes beispiel: 9V Batterie an einen Verbraucher hängen der nur 3V verträgt. Was passiert? Er geht kaputt. Tut er es nicht wird er heißer weil die kompletten 9V an ihm abfallen.
Anfänger schrieb: > Meine Frage ist jetzt folgende - wenn ein Kraftwerk eine Momentanenergie > 1000 Watt liefert Watt ist Leistung und keine Energie. Das Wort Momentanenergie ist eher eine eigene Wortschöpfung, du meinst Leistung = Energie/Zeit. Dann stimmen auch wieder die Watt.
frank schrieb: > einfachstes beispiel: 9V Batterie an einen Verbraucher hängen der nur 3V > verträgt. Was passiert? Er geht kaputt. Tut er es nicht wird er heißer > weil die kompletten 9V an ihm abfallen. Also würde der Wechselrichter immer wärmer werden, bis irgendwann was durchschmorrt, wenn die Kühlung nicht ausreichend ist?
Der Wechselrichter läßt nur soviel Energie durch, wie auch wirklich benötigt wird (also was der Verbraucher zieht).
Anfänger schrieb: > Ich betrachte einen "Verbraucher" und einen "Erzeuger". Ich möchte auch > jetzt nicht von Strom reden, sondern von Energie. > > Meine Frage ist jetzt folgende - wenn ein Kraftwerk eine Momentanenergie > 1000 Watt liefert ... Watt ist Leistung nicht Energie.
stefan schmitt schrieb: > super Frage, wer das versteht, versteht auch wieso es keinen Sinn macht > Strom an Börsen zu handeln, weil es eben de fakto niemals einen > Produktionsüberschuss geben wird, was ja das eigentliche Handeln und > Preisanhebungen und senkungen vorraussetzt. Abgesehen davon, dass "Sinn machen" schlechtes Deutsch ist: Natürlich ist kein Produktionsüberschuss notwendig um zu handeln. Es genügt schon ein potentieller Angebotsüberschuss, also wenn z.B. viele Kraftwerke heruntergefahren aber einsatzbereit sind. Wenn sich ein Abnehmer findet, dann kann man die natürlich hochfahren. Auch bei der Regelung selbst können Börsen natürlich helfen.
Stell Dir mal vor Dein Energieerzeuger ist eine Batterie. Da kann man z.B einen "Verbraucher" mit einer Leistung von 10W drannhängen. Was passiert mit der Batterie, wenn der Verbraucher abgeschaltet wird? Explodiert die, weil der Verbraucher keine Leistung mehr abnimmt?
stefan schmitt schrieb: > super Frage, wer das versteht, versteht auch wieso es keinen Sinn macht > Strom an Börsen zu handeln, weil es eben de fakto niemals einen > Produktionsüberschuss geben wird Produktionsüberschuss nicht, aber Produktionsüberschusskapazität. Je nach dem, wer den Strom billiger prodozieren will, darf die Leistung ins Netz einspeisen und der andere muss sein Kraftwerk drosseln.
Axel Düsendieb schrieb: > Stell Dir mal vor Dein Energieerzeuger ist eine Batterie. > Da kann man z.B einen "Verbraucher" mit einer Leistung von 10W > drannhängen. > > Was passiert mit der Batterie, wenn der Verbraucher abgeschaltet wird? > Explodiert die, weil der Verbraucher keine Leistung mehr abnimmt? Nein, aber was hat das mit dem Stromnetz zu tun? Wenn du eine 20V-Batterie hast und daran so viele LEDs parallel schaltest, dass durch den Innenwiderstand nur 2V übrig bleiben: Was passiert, wenn du jetzt die Hälfte der LEDs abklemmst?
Jens G. schrieb: > Der Wechselrichter läßt nur soviel Energie durch, wie auch wirklich > benötigt wird (also was der Verbraucher zieht). Und was passiert dann mit dem eventuellen "Rest", der nicht durchgelassen wird? Muss der abgeleitet werden und es entsteht Wärme dadurch irgendwo?
Axel Düsendieb schrieb: > Explodiert die, weil der Verbraucher keine Leistung mehr abnimmt? Ja, das ist der Unterschied zwischen Batterie und Kraftwerk, denn das kann durchaus "explodieren". Gruss Harald
@ fragensteller (Gast) >Jens G. schrieb: >> Der Wechselrichter läßt nur soviel Energie durch, wie auch wirklich >> benötigt wird (also was der Verbraucher zieht). >Und was passiert dann mit dem eventuellen "Rest", der nicht >durchgelassen wird? Muss der abgeleitet werden und es entsteht Wärme >dadurch irgendwo? Es gibt keinen Rest vorm Wechselrichter, weil das Solarpanel keine Energie liefert, die nicht vom Wechselrichter angefordert wird (wie bei einer Batterie). Der Überschuß, der von der Sonne geliefert wird, und nicht an den Wechselrichter weitergeleitet wird, wird in der Solarzelle in Wärme verbraten (die ist sozusagen wärmer, wenn Du keinen Strom ziehst).
frank schrieb: >> Muss die der >>Wechselrichter z.B. durch Abwärme nach draußen führen? Oder wird die >>Energie der Solarzellen dann einfach - wenn sie nicht "abgerufen" wird, >>nicht benutzt? > > einfachstes beispiel: 9V Batterie an einen Verbraucher hängen der nur 3V > verträgt. Was passiert? Er geht kaputt. Tut er es nicht wird er heißer > weil die kompletten 9V an ihm abfallen. Und dabei völliger Unsinn. fragensteller schrieb: > Und was passiert dann mit dem eventuellen "Rest", der nicht > durchgelassen wird? Muss der abgeleitet werden und es entsteht Wärme > dadurch irgendwo? Stell dir einfach mal vor, deine Solarzelle wird ganz ohne Verbraucher betrieben. Brennt dann was durch?
vn nn schrieb: > Stell dir einfach mal vor, deine Solarzelle wird ganz ohne Verbraucher > betrieben. Brennt dann was durch? Sie brennt zwar nicht durch, aber sie wird wärmer. :-) Gruss Harald
Anfänger schrieb: > Ich betrachte einen "Verbraucher" und einen "Erzeuger". Ich möchte auch > jetzt nicht von Strom reden, sondern von Leistung. > Natürlich werden genaugenommen an Kraftwerken irgendwelche Regler > vorhanden sein, die die Momentanleistung messen Das deutsche Verbundnetz ist Teil des europäischen Verbundnetzes, UCTE. Wenn die aufgenommene Wirkleistung der Verbraucher nicht mit der abgegebenen Wirkleistung sämtlicher (!) Synchrongruppen übereinstimmt, verändert sich die Netzfrequenz. Schon wenn die Frequenz sich permanent um 0,02 Hertz ändert (insbesondere bei Unterfrequenz) fangen die Regelungen an, den Wirkleistungszustand des Verbundes zu beeinflussen. Nachdem das EEG dahingehend repariert wurde, daß die verantwortlichen Ingenieure in den Regelzonen leistungsschwache Quellen (Windräder usw.) inzwischen ohne Strafe abschalten dürfen, wird üblicherweise genau das gemacht. Des weiteren läßt sich an den Synchrongruppen herumschrauben, so daß das Verhältnis von Blindleistung und Wirkleistung der Synchronmaschinen verändert wird, um z.B. die Wirkleistungsabgabe zu reduzieren. Oder es werden regelbare Lasten angefahren, die viel Wirkleistung aufnehmen können. Betriebe der Schwerindustrie sind hierfür die üblichen Verdächtigen (Schmelzöfen). Der absolute Havariefall des deutschen Stromnetzes ist übrigens ungefähr dies: Ostersonntag (sehr geringe Last) und kräftiger Wind an der Ostsee und Nordsee (große Wirkleistungserzeugung abseits stromintensiver Verbraucher), der hin und wieder Sturmböen von über 25 m/s entwickelt und die Windräder in die Sicherheitsabschaltung treibt. Grundsätzlich unterscheidet man Primärregelung ("Sekundenreserve"), Sekundärregelung, Tertiärregelung ("Minutenreserve"), Stundenreserve und Tagesreserve, um die Netzfrequenz stabil zu halten. Im UCTE-Verbund gelingt dies mitunter jedoch nicht, und zwar hauptsächlich deswegen, weil seit der Privatisierung und Liberalisierung der Elektroenergieversorgung die Regelzonen nicht mehr vorrangig die benötigte Regelleistung selbst erzeugen, sondern innerhalb des UCTE-Verbundes komplizierte Energieströmungen von Regelzone zu Regelzone vorherrschen. Regelenergie kommt von außen und geht nach außen. Die Elektroenergiesysteme wurden für solche Betriebszustände dummerweise nicht entworfen, so daß die Übertragungsnetzbetreiber mittlerweise "Engpaßmanagement" brauchen. Ich möchte nicht zu sehr ins Detail gehen, bin schließlich Fachmann und das soll keine Vorlesung werden ;-), aber die Engpässe können zu unzulässigen Beanspruchungen von Betriebsmitteln (Elektroenergieanlagen) führen; Überschreitung der Übertragungsleistung von Kuppelleitungen, Überschreitung der zulässigen Schaltleistungen von Leistungsschaltern, das (n-1)-Prinzip wird unterlaufen, Spannungen liegen außerhalb von Toleranzen, bla bla bla. Ist die Synchronität des UCTE-Verbundes nicht zu gewährleisten, wird das Verbundnetz in asynchrone selbständige Teilnetze aufgetrennt (identisch mit den nationalen Regelzonen, die dann im Inselbetrieb laufen), bis der Fehler abgestellt ist und die Inseln wieder verbunden werden können. Die genannte Minutenreserve ist hierbei die von Dir angesprochene Maßnahme, das heißt, daß Kraftwerke angefahren werden. Das dauert allerdings selbst bei Pumpspeicherkraftwerken 5-15 Minuten. Bis dahin muß die Sekundenreserve die Frequenz irgendwie stabilisieren. Wie geht das prinzipiell? Im Augenblick großer Lastzuschaltungen ermöglicht die kinetische Energie, die in den rotierenden Massen sämtlicher Synchronmaschinen (!) des Netzes gespeichert ist, die transiente Zustandsänderung abzufedern, so daß die Primärregelung Zeit hat und versuchen kann, den Betriebszustand der Synchronmaschine bzw. der Synchrongruppe, also des Turbosatzes, zu ändern. Die Turbine bekommt mehr Dampf, um den Polradwinkel des Generators unterhalb des Kippunktes zu belassen und den Drehzahlabfall der Maschine zu kompensieren. Innerhalb von 5-15 Sekunden muß ein Kraftwerk 50% der Sekundenreserve abgeben können, und 100% nach 30 Sekunden. Die Synchrongruppen eines Kraftwerkes müssen hierbei stets so betrieben werden, daß 2,5% der Nennleistung als Sekundenreserve abgegeben werden können. Die Primärregelung fängt an, aufzupassen, wenn die Frequenz "permanente" 0,02 Hz abweicht und aktiviert sich auf 100% ab 0,2 Hz (= Fehlen von 3000 MW). Innerhalb von 15 Minuten muß die Minutenreserve angefahren worden sein, so daß die Kraftwerke in der Lage sind, die Sekundenreserve wiederzugewinnen. Es gibt positive und negative Minutenreserve. Unter positiver Minutenreserve werden alle Maßnahmen verstanden, die die Wirkleistung im Netz vergrößern. Negative Minutenreserve ist das Gegenteil, also den Überschuß an Wirkleistung zu reduzieren. Hinter der Stundenreserve verbergen sich thermische Kraftwerke, die auf Grund ihrer langsamen Regeldynamik eigentlich die Grundlast und Mittellast abdecken, und genau dann angefahren werden, wenn der Minutenreserve die Ausregelung des Verbundes nicht gelingt. Die Netzspannung ist von diesen Vorgängen nicht bzw. nur indirekt betroffen, denn die Spannung wird über die Blindleistung reguliert und das ist im Gegensatz zur Frequenz hochgradig ortsabhängig. Deswegen kann man Power Factor Correction (Blindleistungskompensation) nicht im Kraftwerk machen, sondern muß die Kondensatorbänke überall dort hinstellen, wo die Wirkleistung verbraucht wird. > mich interessiert, ob zu viel erzeugte > Energie im Netz auch zu Problemen führen kann? Ja. ;-) Überfrequenz ist aber bei Weitem nicht so kritisch wie Unterfrequenz.
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