Energienetze im Wandel

Moderne Leistungselektronik, bzw. nichtlineare Verbraucher belasten die elektrischen Netze immer stärker. Dadurch zeigt der Wechselstrom schon lange nicht mehr den ursprünglichen sinusförmigen Verlauf wie bei klassischen ohmschen Verbrauchern (z. B. Glühlampen, direkt betriebenen Asynchronmotoren, usw.)

Elektrogeräte und Maschinen werden heutzutage stark belastet. Dies spiegelt sich in erhöhten Wärmeverlusten, steigendem Energieverbrauch bis hin zu Störung und Ausfall von Anlagen wider.

Hinzu kommt der Wandel von einer zentralen Stromerzeugung mit einer gut planbaren unidirektionalen Flussrichtung des Stromes im Verteilernetz. Heute haben wir volatile, um alternative Energieerzeuger ergänzte Stromnetze, mit einer multidirektionale Flussrichtung. Der Strom wird hier nicht mehr ausschliesslich durch dynamo-elektrische Generatoren erzeugt, sondern zeugt mehr und mehr von DC-Energiequellen. Diese werden in der Regel über DC- / AC-Wandler auf einen annähernd sinusförmigen Verbraucher geführt.

Entstehung von Netzphänomenen

  • Starke Zunahme von nichtlinearen Verbrauchen (LED-Beleuchtung, Computer, E-Mobility (E-Car, E-Bus, E-Bike, E-Scooter, E-Roller, usw.) Frequenzumrichter, Haushaltswaren, Entertainment-Systemen, Security-Systemen, Gebäude-Automatisierung, usw.), die Oberschwingungen erzeugen
  • Zunahme der dezentralen Einspeisungen (z. B. Windkraft, PV-Anlagen, usw.), die zu Instabilitäten in der Spannungshaltung führen

Stromversorgung und Verbraucher im Wandel der Zeit

Stromversorgung und Verbraucher im Wandel der Zeit

Prinzip der Netzrückwirkung

Fazit

Aufgrund unserer modernen Lebensformen, der Grad der Industrialisierung, der Fortschritt der Digitalisierung als auch der Urbanisierung inbegriffen, werden unsere elektrischen Netze physikalisch anders beansprucht als noch in den Zeiten, wo diese ursprünglich entworfen wurden. Dies schließt die gesamte Kette von der Erzeugung (zentral/dezentral) zur Verteilung bis hin zum Verbraucher und umgekehrt mit ein. Dieser Paradigmenwechsel erfordert ein Umdenken im Rahmen der (qualitativen) Versorgungssicherheit.