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Ausblick

Ebenen der Fernübertragung

Da sich die Kraftwerke in der Regel nicht direkt in den Ballungszentren mit großem Energiebedarf befinden (überlege warum?), muss die elektrische Energie über größere Strecken transportiert werden. Dabei sind die Leistungsverluste umso geringer, je höher die Spannung ist, auf welche die Kraftwerksspannung (6kV - 21kV) in der Fernleitung transformiert wird.

In Europa arbeitet man mit vier verschiedenen Netzen:

Bezeichnung
Spannung
gespeist von
Abnehmer
Höchstspannungsnetz
380kV bzw. 220kV
Großkraftwerken
-
Hochspannungsnetz
110kV
Kohle- und Wasserkraftwerken1
große Industriebetriebe
Mittelspannungsnetz
20kV oder 10kV
Windkraftwerken1
Industriebetriebe; große Warenhäuser; Sendeanstalten
Niederspannungsnetz
400V oder 230V
Fotovoltaikanlagen1
Haushalte; Handwerksbetriebe; Landwirtschaft
1 Die wesentliche Einspeisung in das Netz erfolgt durch Trafostationen, welche die Leistung aus der darüberliegenden Spannungsebene entnehmen. Windkraftanlagen oder Fotovoltaikanlagen stellen nur einen kleinen Anteil in dem jeweiligen Netz dar.
  • Durch das abgestufte Leitungssystem sind in Deutschland die Verluste an elektrischer Energie in den Fernleitungen im Bereich von 2% - 4%.
  • In der Elektrizitätswirtschaft arbeitet mit der folgenden Faustformel:
    Wirtschaftlich sinnvoller Transportweg in km entspricht der Nennspannung der Leitung in kV. Dies bedeutet z.B., dass eine 110kV-Leitung nicht länger als 110km sein sollte.

Die folgende Abbildung (teilweise entnommen aus der sehr empfehlenswerten CD: Energiewelten) zeigt sehr anschaulich, wie die verschiedenen Netze durch Umspannwerke und Trafostationen miteinander verknüpft sind.


Bild aus "Energiewelten"

Je nach Netz verwendet man verschieden aufgebaute Kabel und Leitungsmasten. Das folgende Bild zeigt ihnen den unterschiedlichen Aufwand bei den Hochspannungsmasten.

 

Die Freileitungen sind nicht aus Kupfer sondern zum erheblichen Teil aus Aluminium aufgebaut (überlegen Sie warum?). Hier einige Daten:

Art der Leitung
Querschnitt in mm2
maximale Stromstärke
maximale Dauerbelastung
Niederspannungskabel
240mm2 Al
375A
ca. 240kW
Mittelspannungskabel
240mm2 Al
325A
ca. 11MW
Freileitungsseil

240mm2 Al
40mm2 Stahl

645A
ca. 120MW

In Ausnahmefällen kommt es vor, dass Höchstspannungsleitungen unter Boden verlegt werden müssen. Der finanzielle Aufwand hierfür ist ca. zehnmal so hoch wie der Bau einer entsprechenden Freileitung. Außerdem dauert das Auffinden und die Beseitigung von Störungen bei Bodenkabeln erheblich länger als bei Freileitungen.

Schnitt durch ein Freileitungsseil

Höchstspannungs-Bodenkabel