Biodiesel/RME/PME - ALDiesel/Poel/SVO - TDI/PD/CDI/JTD/HDI-Technik

[ Home ]

[61776]

Date: October 13, 2011 at 13:10:32
From: Rhanie, [121.54.46.82]
Subject: Sonnenkraftwerk arbeitet im Dunkeln
URL:
http://www.spiegel.de/wirtschaft/unternehmen/0,1518,791119,00.html

HAllo!

taucht das watt?

http://www.spiegel.de/wirtschaft/unternehmen/0,1518,791119,00.html

Deutsche Erfindung
Sonnenkraftwerk arbeitet im Dunkeln

Von Stefan Schultz
Fotostrecke: Solarkraftwerk stabilisiert die Netze
Fotos
SPIEGEL ONLINE

Deutsche Tüftler haben ein Solarkraftwerk gebaut, das selbst dann malocht, wenn gar keine Sonne scheint: Es regelt nachts die Spannung in den Netzen. Die Entwickler behaupten sogar, ihre Technik mache den Bau neuer Leitungen überflüssig, gegen den so viele Bürger auf die Straße gehen.
Info

Die deutsche Energiewende ist überall, auch im nordbayerischen Schwarzach am Main. Am Dienstagabend saß dort ein Mann in einem weitgehend möbellosen Raum und veranstaltete ein seltsames Experiment.

ANZEIGE
Der Mann heißt Constantin Wenzlik und ist Geschäftsführer der Firma Padcon. Er blickt auf einen Bildschirm, der die Spannung im Stromnetz von Schwarzach anzeigt. Sie liegt stabil bei rund 232 Volt. Wenzlik ändert ein paar Einstellungen, und die Kurve reagiert: Im Bruchteil einer Sekunde sinkt sie auf 230 Volt. Wenzlik wartet, dann tippt er neue Werte ein. Die Spannung schnellt zurück auf 232 Volt. "Ich habe soeben das Stromnetz eines 3600-Einwohner-Dorfs manipuliert", jubelt der Mann mit der Nerd-Brille. "Mit einem Solarkraftwerk."

Das ist umso eindrucksvoller, weil es draußen dunkel ist. Und ein Sonnenkraftwerk, das nachts arbeitet, ist ja schon etwas Besonderes. Zwar produziert es im Dunkeln keine Elektrizität, doch es leistet etwas, das für die Stabilität der Stromversorgung fast genauso wichtig ist: Es regelt die Spannung in den Netzen. Würde die Spannung nicht reguliert, hätte das verheerende Folgen. Zahlreiche elektronische Geräte können dann beschädigt werden - Maschinen zum Beispiel oder Computer, die die Infrastruktur regeln.

Durch den Atomausstieg aber wird es immer schwieriger, die Spannung in den Netzen stabil zu halten. Denn diesen Job haben die AKW - bei all ihren Sicherheitsrisiken - bislang mit Bravour erledigt (Details: siehe Infobox). Genau in diese Lücke wollen Wenzlik und seinem Geschäftspartner Bernhard Beck stoßen. Geht es nach ihnen, sollen künftig Solarkraftwerke die Spannung regulieren - und die deutsche Energiewende dadurch schneller, besser und günstiger machen als es sich die Regierung bislang ausgemalt hat.

Das Problem der Stromspannung
Warum schwankt die Spannung in den Netzen?
Wodurch werden die Schwankungen zu stark?
Warum macht der Atomausstieg die Spannungsregulierung schwieriger?
Die Atomkraftwerke, die nach und nach wegfallen, stehen genau dort, wo besonders viel Strom produziert wird. Die Wege zwischen Produzenten und Verbrauchern waren also bislang kurz, die Regulierung der Spannung entsprechend leicht. Künftig soll immer mehr Strom von Hochsee-Windparks im Norden Deutschlands produziert werden; Industriegebiete, die besonders viel Strom brauchen, liegen aber meist im Süden der Republik. Die Transportwege für Elektrizität werden also länger, die Regulierung der Spannung komplizierter.
Pimp my Kraftwerk

Beck ist der Chef von Belectric, einem der weltweit größten Produzenten von Solarkraftwerken, ein kleiner, drahtiger Mann, der schnell denkt und noch schneller redet. Während Wenzlik die neue Technik austüftelt, versucht Beck, sie der Welt zu verkaufen. Er spricht von einer Revolution, davon, dass die Energiewende neu gedacht werden muss.

Wer das verstehen will, muss Schwarzach am Main verlassen. Auf Straßen, die an Maisfeldern vorbeiführen, gelangt man zu einer großen Wiese. Auf dieser stehen, Hunderte Meter weit, Solarmodule in Reih und Glied. Es ist das Kraftwerk, das Wenzlik von seinem Monitor aus steuern kann. Mitten auf der Wiese steht ein Container mit laut brummender Lüftung. In seinem Inneren hängt ein Kasten voller Kabel - jenes Gerät, das die nächtlichen Experimente der Solar-Tüftler erst ermöglicht.

Es handelt sich um einen sogenannten Wechselrichter. Im Prinzip sind Wechselrichter simple Geräte. Sie wandeln den Gleichstrom, den eine Wind- oder Solaranlage erzeugt, in Wechselstrom um und speisen diesen ins Netz.

Der Wechselrichter in dem Kraftwerk nahe Schwarzach kann weit mehr. Er kann auch ohne Sonnenlicht eine spezielle Art von Energie erzeugen: sogenannte Blindleistung. Eine Art Phantomstrom, der zwar keine Glühbirnen zum Leuchten bringt, der aber wie regulärer Strom dazu eingesetzt werden kann, die Spannung im Stromnetz zu regulieren.

Und zwar in beide Richtungen: Der Wechselrichter kann dem Netz Blindleistung zuführen oder ihm welche entziehen und damit große Spannungsschwankungen ausgleichen, in einem Umkreis von mehreren Kilometern, binnen Zehntelsekunden, rund um die Uhr. Die Pilotanlage in Schwarzach am Main soll bis Ende des Jahres mit voller Kraft laufen und die Spannung dann blitzartig um bis zu zehn Volt erhöhen oder senken.

Kampf den Stromtrassen

Doch Beck verspricht noch mehr. Seine Solarkraftwerke sollen en passant noch ein weiteres großes Problem der Energiewende gleich mitlösen.

In Deutschland sollen in den kommenden Jahren viele neue Stromleitungen gebaut werden. Denn den Strom, den bislang die Atomkraftwerke erzeugten, sollen künftig zu einem großen Teil Windparks auf hoher See produzieren. Die sollen im Norden der Republik entstehen, die großen deutschen Industriegebiete befinden sich aber im Süden. Es muss also viel Strom über weite Strecken transportiert werden.

3600 Kilometer Trassen sind nach Schätzung der Deutschen Energieagentur bis 2020 dazu nötig. Das wird teuer - und stressig. Denn zahlreiche Bürger wünschen keine neuen Strippen vor ihrer Haustür und versuchen, den Bau der Leitungen mit allen Mitteln zu blockieren.

Beck sagt nun: Einen Teil der neuen Trassen könne man sich sparen - dank seiner Solarkraftwerke.

Statt Windparks mit einer Leistung von 25 Gigawatt auf See aufzustellen, fordert er den Bau von Solarkraftwerken mit einer Leistung von 50 Gigawatt und zusätzliche Windräder an Land: Die Solarkraftwerke würden genau dort gebaut, wo ihr Strom gebraucht werde; die Transportwege von Elektrizität bleiben so kurz - was manch neue Trassen überflüssig mache.

Offshore-Windparks vs. Solarkraftwerke
Stromerzeugung
Investitionskosten
Förderkosten
Für eine Energievision, die statt auf Offshore-Windanlagen auf Solarkraftwerke setzt, soll die Vergütung von Ökostrom deutlich gesenkt werden:
Die Förderung von Solaranlagen soll Anfang 2012 deutlich sinken. Freiflächenanlagen sollen dann für jede Kilowattstunde, die sie ins Netz speisen, 15 Cent erhalten, größere Dachanlagen 17 Cent, kleinere Dachanlagen 20 Cent.
Die Anlagen würden Strom dadurch unter dem Einkaufspreis von derzeit rund 23 Cent produzieren - was Kunden dazu bringen soll, ihren Solarstrom selbst zu verbrauchen. Der direkt verbrauchte Strom wird nicht über das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vergütet.
Betreiber von Solar-Freiflächenanlagen sollen Gemeinden direkt mit Strom versorgen. Kunden sollen dadurch weniger Strom vom Versorger beziehen. Der direkt verkaufte Strom soll überhaupt nicht über das EEG vergütet werden.
Onshore-Windparks sollen in den ersten Jahren weniger Förderung erhalten, in späteren Jahren etwas mehr.
Der Bau von Offshore-Windparks wird deutlich reduziert - entsprechend entstehen weniger Kosten, da die Stromproduktion dieser Hochsee-Parks bislang recht hoch vergütet wird.
Gesamtkosten
Weitere Trassen sollen gespart werden, indem man aus den vorhandenen Stromleitungen mehr herausholt. Dabei spielt wieder die Regulierung der Spannung eine Rolle. Je genauer sie sich in einer Leitung regeln lässt, desto größere Strommengen kann man darüber transportieren. In Becks Energievision würde die Kapazität steigen: Schließlich regulieren Solarkraftwerke entlang wichtiger Leitungen in regelmäßigen Abständen die Spannung.

Auch Experten halten den Transport größerer Strommengen für technisch machbar. "Die bestehende Netzinfrastruktur kann noch besser genutzt werden", sagt Gerald Höfer vom Energieunternehmen N-Ergie, in dessen Einzugsgebiet Beck und Wenzlik ihre Pilotanlage testen. Die Strommenge könnte im Idealfall um 10 bis 20 Prozent erhöht werden, sagt Eckhard Grebe, Technikspezialist beim Netzbetreiber Amprion.

Lob von Experten

Generell loben Experten das Projekt. Die Regulierung der Stromspannung sei ein zentrales Problem der Energiewende, sagt Heike Kerber vom Forum Netztechnik und Netzbetrieb. Je größer der Ökostromanteil an der Energieversorgung wird, desto größer werde dieses Problem. "Wir müssen Netze neu denken." Und ein Solarkraftwerk, das die Netze stabilisiert, sei ein interessanter Denkansatz.

Grebe von Amprion wirft der Bundesregierung im Bereich der Spannungsregulierung gar Versäumnisse vor. Die Regierung denke zu wenig darüber nach, welchen Kraftwerksmix man bräuchte, um mit möglichst wenig neuen Stromleitungen auszukommen, sagt er. Gut, dass das nun andere täten.

Das sieht man auch im Parlament so. Die CDU-Umweltpolitikerin Maria Flachsbarth etwa bekam das Projekt bei einer Anhörung im Umweltausschuss vorgestellt. Sie findet die Idee "spannend", merkt aber an, dass man die Ausführung noch nicht abschließend beurteilen könne. Das Bundesumweltministerium, dem das Projekt ebenfalls präsentiert wurde, nahm keine Stellung. Auch Stephan Kohler, der Chef der halbstaatlichen Deutschen Energie-Agentur will sich nicht äußern.

Neuer Markt für Wechselrichterfirmen

Manche glauben, dass Ökostrom-Kraftwerke die Spannung in den Netzen künftig zuverlässig regulieren können. Zum Teil sei solche Technologie schon bei kleinen Photovoltaik-Dachanlagen und bei Windrädern im Einsatz, sagt Bernd Engel, Vizepräsident für Technologie beim Wechselrichterhersteller SMA. Moderne Wechselrichter in großen Solarkraftwerken seien der nächste logische Schritt.

An Becks großer Energievision dagegen zweifeln viele Wissenschaftler. Sie glauben weder, dass in Deutschland bald Tausende neue Solarkraftwerke gebaut werden, noch dass diese den Bau neuer Stromleitungen signifikant verringern.

ANZEIGE
Erstens wäre der Bürgerprotest gegen Tausende Solarkraftwerke und Landwindräder wohl ebenso groß wie der gegen neue Stromtrassen. Zweitens ist die Wechselrichtertechnik noch nicht ausgereift genug, um ihr alsbald die Energieversorgung einer großen Industrienation anzuvertrauen. Schon beim Pilotversuch in Schwarzach gab es immer wieder Komplikationen; statt wie geplant im August brachten die Solar-Tüftler ihre Anlage erst im Oktober zum Laufen.

"Für die Energiewende kann nur erprobte Technologie verwendet werden", sagt Kerber vom Forum Netztechnik. "Das Risiko teurer Fehlinvestitionen oder technischer Probleme können wir uns nicht leisten. Sonst wird die deutsche Energiewende keine Erfolgsstory."

Solar- und Windanlagen, die die Stromspannung regulieren, sind also eher eine etwas fernere Zukunftsvision. Sinnvoll aber sind sie allemal. Und sollte sich die Technik letztlich durchsetzen, darf nicht nur Bernhard Beck auf massig neue Aufträge hoffen. Auch Hersteller entsprechender Wechselrichter könnten einen Nachfrageboom erleben.

Gruss Rhanie.

Responses:
[61777] [61781] [62155]
[61777]

Date: October 13, 2011 at 22:08:50
From: R.Lang, [dslb-084-059-041-255.pools.arcor-ip.net]
Subject: Re: Sonnenkraftwerk arbeitet im Dunkeln

Hallo Rhanie,
Cos Phi zurechtbiegen das gibt es in jedem Ortsnetz. Das sind Schaltkisten die unscheinbar am Strassenrand stehen und recht teuer sind wenn ein LKW sowas wegrassiert hat.

Blindleistung hat den Nachteil das vor den Zählern der Kunden die Leitungen ein Teil der Energie in Wärme umwandeln. Cos Phi muss bei bestimmten Konstellationen der Verbraucher im Kundennetz hinter dem Übergabezähler schon kompensiert werden bzw. es werden Blindleistungszähler eingebaut.

Das funktioniert jedoch nur bei der Grundfrequenz ordentlich. Heute wo jeder leichte Schaltnetzteile benutzt wird die Last im Netz komplexer, die Ströme sind oberwellenbehaftet und entziehen sich jeder Kompensation.

Da könnte ein entsprechend optimierter Wechselrichter schon hilfreich sein, skeptisch wäre ich jedoch wenn diese Teile an den Fernleitungen herumkompensieren, da könnte es schon zu Situationen kommen die nicht mehr so einfach zu beherrschen sind. Stossbelastung und Entlastung können in einer Fernleitung elektrische Tsunamis auslösen, dann wirds ziehmlich unlustig. Dazu kann Baffe vermutlich mehr schreiben,es ist ja wahrscheinlich sein Arbeitsgebiet.

Gruss rainer

  • View the previous message in this thread
  • Go to the top of this thread

    [61781]

    Date: October 16, 2011 at 17:36:15
    From: baffe, [188-195-88-148-dynip.superkabel.de]
    Subject: Die Sache mit der Blindleistung

    Hi!

    Also zum Einen bin ich schon seit bald 20 Jahren aus dem Netz weg und zum Anderen kann ich die Größenordnungen nicht einschätzen. Weder die im Netz noch die der Solargeschichte.

    Die Größenordnungen und Maßstäbe sind aber wichtig, schließlich funktioniert im Akkuschrauber einiges was im Elektroauto noch Probleme macht.

    Die Blindleistung ist immer ein Problem bei Drehspannungsnetzen ("Wechselstromnetzen").

    Ich kann mich erinnern daß eine einseitig zugeschaltete 400kV Leitung durch ihre kapazitive Blindleistung schonmal 150MVAR von der Sammelschiene gezogen hat. 150 MVAR hat z.B. eine Blindlast die bei 150000V einen Strom von 1000A zieht. Das ist kein Kleinkram mehr!

    Auch hatten wir im Netz zuschaltbare Ladestromkompensationsspulen (=Drosseln) stehen die derartige Blindleistungen zum Teil kompensieren konnten. Das waren dann ölgekühlte Kupfer- und Eisentrümmer mit um die 100t.

    Weiter weis ich, daß Kraftwerke auch Blindleistung erzeugen können indem man mit Erregung und Transformatorstufensteller arbeitet. Allerdings können diese Kraftwerke dann weniger Wirkleistung erzeugen, denn die Maschinen werden durch die sogenannte Scheinleistung belastet die sich aus Wirk- und Blindleistung zusammensetzt.

    Deshalb ließ man in der guten alten Zeit die Kernkraftwerke eher voll nudeln (billigen Strom erzeugen) und machte die Blindleistungshaltung lieber mit den Kohleblöcken die Kohle ja nur für die Wirkleistung fraßen.

    In den USA ging man teilweise so weit daß in Kohlekraftwerken die Generatoren drehten und ausschließlich Blindleistung "machten" während im Kessel schon lange kein Feuer mehr war. Feuer, Dampf und ähnliches braucht ein Dampfkraftwerk nur zur elektrischen Wirkleistungserzeugung. Blindleistung geht (bei synchron laufender Maschine) nur über die Erregung. Ob es derartige Betriebsweisen in Europa jemals gab kann ich nicht sagen. Bekannt ist mir davon nix.

    Die Geschichte im Artikel mit den 230V und 232V mag publikumswirksam sein. Überraschend ist sie nicht. Das geht auch mit Bügeleisen und ähnlich großen Lasten. Aber Journalisten kann man halt leicht was vorzaubern...

    Für mich persönlich ist das alles Kokolores. Ich halte die Zeit reif für kleine, lokale, überschaubare Gleichspannungsnetze mit intelligenten Kopplungen zu einem überlagerten Drehspannungsnetz hoher Spannung.

    Wobei wahrscheinlich mit der Zeit das Drehstromnetz sukzessive auch durch ein Gleichspannungsnetz ersetzt werden kann. Blindleistung ist dann kein Thema mehr. Oberschwingungen auch nicht.

    Allerdings gibt es auch hier noch gravierende Probleme denn die entsprechenden Hochspannungsschaltgeräte gibt es für Gleichspannungsnetze meines Wissens noch nicht.

    Aber immer nur das bewährte "Drehstromgerümpel" weiterzubauen wird irgendwann nimmer funktionieren.

    ! da baffe

  • View the previous message in this thread
  • Go to the top of this thread

    [62155]

    Date: November 14, 2012 at 09:24:52
    From: Bernd Schhlüter, [ip-88-152-29-4.unitymediagroup.de]
    Subject: Re: Die Sache mit der Blindleistung
    URL:
    http://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungs-Gleichstrom-%C3%9Cbertragung

    Heute hat jedes Netzteil, jeder Lader, jeder Frequenzumrichter und
    jeder Wechselrichter ein PFC eingebaut, mit dem man Strom und Spannung
    beliebig phasenverdrehen kann. Davon gibt es dermaßen viele, dass man
    komplett jede Hochspannungsleitung von der südlichen Sahara bis Nord-
    Norwegen jede Resonanz und jede komplexe Impedanz abgewöhnen kann und
    mit normalem Wechselstrom den Strom aus der Sahara schicken kann. Damit
    kann man auf teure HGÜ verzichten, die Hin-und Her-Verwandlung von
    Gleich- und Wechselstrom.
    Also, wovon da gesprochen wird, sind Phasenkorrektoren, die es
    inzwischen wie Sand am Meer gibt, die aber, aus reiner Blödheit, nicht
    zentral ferngesteuert werden. Strom kann man damit nicht erzeugen, aber
    den Transport sehr stark verbessern. Den Ohmschen Widerstand (bisher
    das geringere Übel) und die Koronarentladungen kann man damit
    allerdings nicht verringern.
    Trotzdem wird man den Saharastrom größtenteils durch HGÜ übertragen.

  • View the previous message in this thread
  • Go to the top of this thread

      Generated by UFORUM version 1.00
         Last Updated: 17-Jan-2018 20:23:24, 79314 Bytes
         Author: ulinux