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Das Stromnetz soll zuverlässig und stabil funktionieren, ob wir nun viel oder wenig Strom brauchen. Spannung und Blindenergie sind dabei zwei wesentliche Faktoren. Energeiaplus erklärt.

Der Weg des Stroms vom Produzenten bis zur Steckdose ist lang und auch komplex. Der Strom durchläuft verschiedene Ebenen, bis er schliesslich auf 230 Volt transformiert ist und unser Handy, unseren Kühlschrank oder den TV mit Energie versorgt.

Insgesamt sieben Netzebenen (NE) gibt es im Schweizer Stromnetz.

Quelle: VSE

 

Mit 380 kV respektive 220 kV ist die Spannung im Übertragungsnetz (NE1) am höchsten. Das ist gewissermassen die Strom-Autobahn. Auf ihr findet der Transport von Strom von den grossen Kraftwerken in die Ballungszentren und der Austausch mit dem Ausland statt. Das Verteilnetz (Netzebenen 2 bis 7) verteilt den Strom vom Ort der Produktion bzw. vom Übertragungsnetz bis zu unseren Steckdosen in 230V.

Allerdings: Das Netz transportiert nicht immer gleich viel Strom. In der Nacht oder im Sommer braucht es weniger, im Winter mehr. Die Spannung unterstützt diesen Transport und wird in der Schweiz hauptsächlich von Kraftwerken generiert.

Man kann sich die Spannung als eine Art «Druck « vorstellen. In einem Stromkreis ist die Spannung quasi die treibende Kraft, die den Strom vom Ort mit höherem elektrischen Potential zum Ort mit niedrigerem elektrischen Potential drückt. Die Spannung muss aber bei Stromfluktuationen stabil bleiben, sonst drohen Ausfälle. Bei zu hoher Spannung können z.B. Geräte beschädigt werden. Doch wie stellt man diese Stabilität sicher? Hier kommt nun die sogenannte Blindenergie ins Spiel.

Was ist Blindenergie überhaupt?

Als Blindenergie wird jener Teil des Stroms bezeichnet, der nicht produktiv ist, den es aber braucht, damit das elektrische Netz und die angeschlossenen Geräte funktionieren können.

Analogiebeispiel: das Flugzeug

Ein Flugzeug braucht für seinen Flug zwei Arten von Energien: die «Wirkenergie», welche es ihm ermöglicht, nach vorne zu fliegen, und die «Blindenergie», die dem Flugzeug erlaubt, in die Höhe zu fliegen. Das gleiche geschieht im Stromnetz: die Wirkenergie ist diejenige, die wir «normal» verbrauchen, die Blindenergie ist diejenige Energie, welche die Spannung im Stromnetz stützt, damit diese Wirkenergie bis zu unserer Steckdose kommt und verbraucht wird.

Wie verhält es sich nun mit Blindenergie und Spannung im Netz?

Die Blindenergie unterstützt direkt die Spannung im Stromnetz. In Zeiten mit starker Netzlast (z.B. im Winter) sinkt tendenziell die Spannung. Um diese aufrechtzuerhalten, müssen die Kraftwerke auf Anweisungen der Netzbetreiber mehr Blindenergie produzieren. Umgekehrt ist es, wenn die Netzlast sinkt, zum Beispiel in den Sommermonaten. In diesem Fall steigt tendenziell die Spannung und die Kraftwerke müssen mehr Blindleistung absorbieren (das heisst vom Netz ziehen), damit diese Spannung auf einem tieferen stabilen Niveau bleiben kann.

Das Produzieren und Absorbieren der Blindenergie ist eine Leistung der Kraftwerke. Diese Leistung bezeichnet man als Systemdienstleistung, und sie wird von den Netzbetreibern für die Stabilisierung der Spannung in ihrem Netz entschädigt.

Im März und April, während des Corona-Shutdowns hat Swissgrid, die Betreiberin des Schweizerischen Übertragungsnetzes, eine tiefere Netzlast deutlich beobachtet. Aber es bestand kein Anlass zur Sorge. Die zulässigen Spannungsgrenzen wurden dank der guten Regelsysteme der Kraftwerke eingehalten.

Mohamed Benahmed, Leiter Netze, Bundesamt für Energie

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Die Übertragungsnetzbetreiber aus den Mitgliedsstaaten des Pentalateralen Energieforums, kurz Penta-Forum, haben ihren dritten gemeinsamen Bericht über die regionale Sicherheit der Stromversorgung veröffentlicht. Für die Schweiz ist dieser regionale Bericht eine nützliche Ergänzung zur nationalen System Adequacy Studie, die vom Bundesamt für Energie am 31. Januar 2020 publiziert wurde. Weiterlesen

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General overview
China is both the world’s biggest clean energy investor and the world’s largest CO2 emitter. It is on track to becoming the world’s renewable energy superpower: China is the world’s largest producer, exporter and installer of solar panels, wind turbines, batteries and electric vehicles.

Even though renewable energy investments declined from $122 billion in 2017 to $86 billion in 2018, China still has by far the largest capacity. It also has a clear lead in terms of the underlying technology, with well over 150,000 renewable energy patents as of 2016, 29% of the global total. The next closest country is the U.S., which had a little over 100,000 patents, with Japan and the E.U. having close to 75,000 patents each.

The share of non-fossil fuels in China’s total electricity mix is on course to hit 32-34% in 2020. With increasing demand, China added about 40 GW of solar and 40 GW of coal in 2019. There is a lot of room for renewable energy, since coal’s share in China’s primary energy mix was still 58% in 2018 and electricity demand keeps growing. Weiterlesen

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In der Vergangenheit war alles ganz einfach: Zentrale Grosskraftwerke speisten ihre Energie ins Übertragungsnetz ein, welches die Energie über kürzere oder längere Entfernungen weiter transportierte. Wo man sie benötigt hat, wurde sie transformiert und über das Verteilnetz den Konsumentinnen und Konsumenten zur Verfügung gestellt. Darauf waren die Netze und die Prozesse, um diese Abläufe zu planen und sicher und zuverlässig zu betreiben, ausgelegt. Weiterlesen

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India is on it’s way to creating a strong, emergent economy defined by high quality research, tech advancements, a robust digital infrastructure, and a young, tech savvy generation with an entrepreneurial mindset. Weiterlesen

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The transformation of the electricity market is in full swing: Large amounts of renewable, decentralized energy sources are being developed and consumers are becoming more and more prosumers, who «optimize» themselves. Weiterlesen

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Der Bericht der World Energy Investment (WEI) der Internationalen Energieagentur IEA verfolgt die Investitionstrends im gesamten globalen Energiesektor. Er stellt Daten und Analysen für ein besseres Verständnis der Investitionsrisiken bereit und ermöglicht so einen hypothetischen Ausblick auf die Energiezukunft. Der diesjährige Bericht zeigt, dass sich die globalen Energieinvestitionen nach drei Jahren des Rückgangs stabilisiert haben. Das ist nicht unbedingt eine positive Entwicklung. Weiterlesen

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The ReFlex project aims at developing a replicability guideline for the deployment of technologically feasible, market based and user-friendly solutions for smart grids with a high level of flexibility. The focus was put on smart grid pilot projects with high level of renewable energy production, which are effectively and efficiently used locally through mixes of measures from voltage regulation, demand response, energy management and storage. Drawing on the learning experience among ReFlex partners, replicability-guidelines were elaborated to support the demo regions and the wider group of European smart grid stakeholders in deploying and advancing their smart grid initiatives. The project released the ReFlex Guidebook, a document that includes guidelines for the replicability of solutions for flexible smart grids. Weiterlesen

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Des chercheurs de l’EPFL ont réalisé un transformateur de moyenne fréquence compact et efficace. Il devrait permettre d’améliorer la flexibilité et l’efficacité des réseaux électriques intelligents de demain, ainsi que celle des réseaux de distribution DC. Weiterlesen

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The Swiss company Insolight is taking a whole new approach to creating high-efficiency solar modules for the rooftop market. Its patented optical system concentrates light onto an array of tiny spacegrade multi-junction photovoltaic cells. While today’s rooftop standard modules typically show an efficiency of 17-19%, Insolight’s pre-production module has been validated at an impressive 29% by the Universidad Politécinica de Madrid (IES-UPM), two years after a first record on a lab prototype. The company based at the EPFL Innovation Park has taken a decisive step towards industrialization with its first pre-production full-size series, cost-effective and compatible with existing assembly equipment.

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