von Thorsten ZoernerIm Herzen unserer zivilisierten Welt pulsiert ein komplexes Netzwerk: das Stromnetz. Dieses Netz trägt zu unserem Komfort bei, indem es sicherstellt, dass elektrische Energie verlässlich bei unseren Haushalten und Unternehmen ankommt. Doch wie wird diese Energie in einer Form gehalten, die unseren Geräten zusagt? Ein Schlüsselaspekt dabei ist die Spannung in Verteilnetzen. Um dies zu verstehen, bedarf es einer kleinen Einführung in die Grundlagen.
Was ist Spannung eigentlich? Vereinfacht ausgedrückt, ist die elektrische Spannung der “Druck”, der Elektronen durch ein Leitermaterial schiebt – ein bisschen wie Wasser, das durch ein Rohr gepresst wird. In Europa nutzen wir meist ein Drehstromnetz, das aus drei Phasen besteht, die jeweils eine eigene Spannung haben. Diese Dreiphasigkeit ermöglicht eine gleichmäßigere und effizientere Übertragung der elektrischen Energie.
Die Balanceakte dieser Spannungslevels werden von einem unscheinbaren, aber unentbehrlichen Helden ausgeführt: dem Transformator. Diese Apparatur steht oft unauffällig am Straßenrand oder hängt zwischen den Strommasten. Der Transformator setzt die hohe Spannung, die über die Überlandleitungen transportiert wird, herunter auf ein für Haushalte und Unternehmen geeignetes Level. Spannenderweise wird die Spannung dabei nicht einfach reduziert, sondern meist am oberen Wert des zulässigen Bereichs festgesetzt. Die Weitblick-Strategie des Transformators zielt darauf ab, selbst in entfernten Bereichen des Versorgungsgebiets die Spannungsstandards zu wahren.
Stellen Sie sich das Verteilnetz wie eine Straße vor. Am Anfang dieser Straße thront der Transformator. Mit zunehmender Entfernung zum Transformator und zunehmendem Energieverbrauch nimmt auch die Spannung Stück für Stück ab. Dies ist vor allem dem Phänomen geschuldet, dass elektrische Energie auf ihrem Weg durch die Leitung Verluste erleidet – ganz ähnlich zu dem, wie der Wasserdruck in einer langen Gartenleitung sinken kann. Selbst am Ende der “Straße” muss die Spannung jedoch ihren Mann stehen, damit auch die weit entferntesten Abnehmer eine brauchbare Spannung erhalten. Das ist für die Netzstabilität entscheidend.
Die Herausforderung hierbei ist, dass die Spannung beim erstbesten Verbraucher direkt nach dem Transformator nun nicht zu hoch sein darf. Ein ständiges Hochregeln der Spannung durch den Transformator ist also keine Option, denn die erste Häuserreihe nach dem Transformator könnte sonst mit zu hoher Spannung konfrontiert werden – ein Zustand, der Haushaltsgeräte beschädigen oder sogar zu gefährlichen Situationen führen könnte.
Hier müssen Netzbetreiber klug planen und vorausschauend agieren, um dieses Gleichgewicht zu halten. Dies wird zunehmend komplizierter, da immer mehr unkontrollierte Großverbraucher wie private Wallboxen oder Wärmepumpen das Netz bevölkern. Diese Geräte haben das Potenzial, die fein ausbalancierten Spannungsverhältnisse empfindlich zu stören, wenn sie nicht korrekt integriert werden.
Wie wir sehen, ist unser Stromnetz ein faszinierendes Geflecht aus Technik und Präzision. Betrachtet man die eindrucksvolle Architektur hinter dem einfachen Knopfdruck, der Licht in unsere Räume bringt, so kann man nicht anders, als respektvoll innezuhalten.
Im nächsten Beitrag werden wir uns diesen modernen Herausforderungen stellen und analysieren, wie sich die Landschaft der Verteilnetze verändert, wenn unkontrollierte Großverbraucher ans Netz gehen. Wir werden untersuchen, welche Maßnahmen ergriffen werden können, um die Resilienz unserer elektrischen Infrastruktur zu stärken und wie wir als Gesellschaft dafür sorgen können, dass die Spannung in unseren Verteilnetzen auch in unruhigen Zeiten nicht nachlässt.