Wissen: Strom, Leitungen und diverse Modelle

14.01.15  09:45 | Artikel: 962265 | Proteus Fach-Artikel

Wissen: Strom, Leitungen und diverse ModelleIn den letzten Tagen hatte ich mit ein paar Leuten über das Thema Hybridstrommarkt geredet und versucht, so ein paar Sachen zu erklären.

Doch da erzähl ich gerade, dass der Strom, den ich von der Nordseeküste gekauft habe ...
Wie? Ich kann Strom von da oben kaufen? Woher wissen die denn hier im Süden, welcher mein Strom ist?

Also, sind ein paar Erklärungen fällig.

Wie in vielen Bereichen der Physik üblich, erstellt man sich anschauliche Modelle, die das eine oder andere komplexe Szenario verdeutlichen können. Dabei stoßen diese Modelle recht schnell an Grenzen und nicht alles ist damit abzubilden. Doch trotzdem sind sie zur Verdeutlichung ganz gut geeignet.

Ich möchte im Folgenden drei Modelle vorstellen, die für das Stromnetz und die damit verbundenen Regelungsmechanismen geeignet sind.

Das Modell: Deutsche Badewanne

Das Modell: Deutsche BadewanneStellen wir uns eine Badewanne als Stromnetz vor, die bei Flensburg anfängt und bis Obersdorf reicht. Im Norden kippt jemand Wasser für mich rein und in Stuttgart schöpfe ich die gleiche Menge wieder raus; damit habe ich MEINEN Strom entnommen.

Strom ist in diesem Falle Strom. Um es mathematisch korrekt auszudrücken: Strom ist gedächnislos.

Selbst wenn die Badewanne leer wäre und jemand schüttet Wasser rein, so ist dieses im gleichen Augenblick überall verfügbar.
(Strom breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus)

Bei mehreren Lieferanten kann man dann nicht mehr trennen. Aber in gleichem Maße müssen die Verbraucher das Wasser auch wieder abschöpfen (verbrauchen). Sonst läuft die Wanne über und der Wasserschaden wird teuer. Auch das passiert im Stromnetz. Wird zu heftig befüllt, so müssen die Lieferanten gebremst werden. Auch ein Überlauf im Stromnetz verursacht Schäden.

Das Gleiche passiert, wenn zu viele Verbraucher Wasser holen. Im ersten Moment wird die Heißluftdusche mal kälter und das Licht ein wenig dunkler. Wird jedoch nicht genügend nachgefüllt, so bricht das ganze System zusammen: das ist dann der Blackout.

Das Badewannenmodell hinkt jedoch ein wenig, weil man auf die Idee kommen könnte, dass man die Wanne befüllen kann, ohne dass jemand etwas holt (eben bis sie voll ist).

Das stimmt allerdings im Stromnetz nicht. Es muss immer zur gleichen Zeit soviel reingekübelt werden, wie herausgeeimert wird.


Das Gartenschlauch-Modell

Das Gartenschlauch-ModellDas Gartenschlauch-Modell hilft hier etwas weiter. Jeder kann sich vorstellen, dass man an einer Entnahmestelle einen oder mehrere Verteiler anschließen kann.

Wenn das also sozusagen von einer Quelle aus geht, dann kann man auch mehrere Quellen miteinander verbinden ...
... die dann später auf der Leitung irgendwann wieder verteilt werden.

Die Quellen sind jetzt wieder Stromerzeuger und die Schlauchenden hinter der Verteilung die Verbraucher.

Noch ein wenig konkreter kann man sich das in der Dusche vorstellen. Auch hier hat es zwei Quellen: Warm- und Kaltwasser, die über einen Verteiler zusammengeführt werden. Wenn das mit zwei Leitungen geht, dann geht das auch bei mehreren.

Würde man das warme Wasser rot färben und das kalte blau, so könnte man in die Farbe von rot über violett bis blau einstellen; je nachdem, wieviel Wasser aus einer Leitung kommt.

Bei diesem Modell kann aber auch die Leitungskapazität mit herangezogen werden. Je nach Dicke eines Schlauches, kann mehr oder weniger Wasser transportiert werden. Versucht man über einen dünnen Schlauch viel Wasser zu transportieren, so erhöht sich der Druck. Wird es zu viel, dann platzt dieser.

Wird jetzt im Norden Deutschlands viel mehr Wasser eingespeist als im Süden und der Verbrauch im Süden steigt rasant an, dann kann es eben sein, dass nicht genügend Wasser durch diese lange Leitung passt und es tröpfelt nur ein wenig am Ende der Verbraucher-Leitung.

Auch bei diesem Modell bekommt man als Kunde nur sein Menge an Strom, den man gekauft hat, egal wo. Raus kommt immer nur der Strommix aller gerade aktiven Lieferanten.


Das Heimtrainermodell

Das HeimtrainermodellJetzt wird es ein wenig anspruchsvoller. So ein Heimtrainer kennt jeder noch aus den 70ern.

Heute sind die zwar moderner, aber eigentlich gibt es keinen Unterschied:
Man fährt Fahrrad, kommt aber nicht vom Fleck.

Über eine Einstellung lässt sich dann der Widerstand regulieren. Wir kennen dass vom richtigen Fahrrad: Bergauf oder mit Licht an geht's schwerer.

Betreibt man den Heimtrainer mit einem Dynamo, dann produziert dieser bei Benutzung Strom. Wird mehr Strom entnommen, so erhöht sich der mechanische Widerstand und man muss mehr in die Pedale steigen und sich mehr anstrengen.

Unlustig wird die Sache, wenn bei voller "Bergfahrt" der kleine Sohnemann am Regler für den Widerstand dreht ... auf einmal völlig ohne lässt einen fast vom Rad kippen.

Genau so stellt sich die Sache für die Energieversorger dar. Kraftwerke bestehen aus einer Ansammlung von Heimtrainern. Einige fahren gemütlich in Sonntag-Nachmittags-Ausflugs-Geschwindigkeit, andere versuchen die Tour de France nachzustrampeln.

Und im wahrsten Sinne des Wortes legen die Verbraucher den Radfahrern jetzt Steine in den Weg. Denn schalten plötzlich viele Leute Backofen, Wäschetrockner und Spülmaschine an, dann heißt das für die Versorger, es geht bergauf. Unter Umständen müssen dann noch ein paar Leute geholt werden, die mitradeln.

Die Endkunden können ja nicht die Rennleitung anrufen und sagen: «Hallo EnBw? Ich wollte nur sagen, dass ich gleich den Backofen anmache ...»

Oder dann wieder aus.
Solche Gespräche gibt es nur zwischen den Erzeugern, aber das ist dann Tütenstrom.


Noch Fragen? Gerne.


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Autor: Björn-Lars Kuhn

Journalist bdfjBjörn-Lars Kuhn ist einer der Inhaber der Proteus Solutions GbR, Buchautor, Datenschutzbeauftragter (IHK), Fachjournalist (bdfj) in den Bereichen Datenschutz, Netzpolitik und Erneuerbare Energien und Redakteur dieser Nachrichtenseite.



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