Energieerzeugung und Stromnetz-Topologien

Kraft-Wärme-Kopplung (KWK)

Die KWK-Anlage gilt als eine Alternative zu herkömmlichen Verfahren, da es sich um eine Technik handelt, die Wärme und Strom gleichzeitig erzeugt.

Kernfusion: Die Energiequelle der Zukunft

Die Zukunft der Kernkraftwerke liegt in der Kernfusion. Als Rohstoff wird dabei Deuterium oder Tritium verwendet. Deuterium ist im Wasser enthalten. Dieser Brennstoff ist praktisch unerschöpflich und könnte die Energieversorgung der Menschheit für Millionen von Jahren sichern. Da Wasser global und leicht verfügbar ist, ließe sich die "Erpressung" vermeiden, die wir derzeit bei fossilen Brennstoffen erleben.

Als unerschöpfliche Quelle von Elektrizität würde die Kernfusion in einigen Jahren nach und nach Spaltreaktoren ersetzen, wodurch die Probleme der Radioaktivität gelöst würden.

Das Gleichgewicht im Verbundnetz

Zur Aufrechterhaltung des Gleichgewichts zwischen erzeugter und verbrauchter Energie ist es notwendig, große Verbundnetze zu schaffen. Diese Netze sind durch eine große Anzahl von Generatoren und Konsumenten miteinander verbunden. Dadurch kann das Gleichgewicht trotz kleiner, in den einzelnen Einrichtungen auftretender Schwankungen aufrechterhalten werden.

Differenzierung von Übertragungsleitungen

Übertragungsleitungen können nach ihrer Rolle in **Freileitungen** (Hochspannung) und **Versorgungsleitungen** (mittlere und untere Spannungen) unterschieden werden.

Merkmale von Freileitungen

Freileitungen sind optisch erkennbar an:

• der Größe der Türme oder Stützen,
• dem Abstand zwischen den Leitern,
• der langen Reihe von Elementen, aus denen die Isolatoren bestehen, und
• der Existenz einer übergeordneten Leitung aus dünneren Kabeln (der Masseleitung).

Deshalb gilt: Für die gleiche Leistung werden die Stromintensität und der Querschnitt kleiner, je höher die Spannung ist. Dies wirkt sich auch auf den Preis der Leitung aus.

Netzwerk-Topologien

Radialnetz (Funknetz)

Das Radialnetz (oder Funknetz) ist dadurch gekennzeichnet, dass die Empfänger an einem seiner Enden mit der zu übertragenden Energie versorgt werden. Vorteile sind die Einfachheit und die Möglichkeit, es mit selektivem Schutz auszustatten. Ein Nachteil ist der Mangel an Garantieleistungen (Betriebssicherheit).

Ringnetz (Schleifennetz)

Das Ringnetz (oder Schleifennetz) ist dadurch gekennzeichnet, dass es an zwei Enden gespeist wird. Der Hauptvorteil ist die Betriebssicherheit und die einfache Wartung. Nachteile sind die höhere Komplexität und die kompliziertere Art des Schutzes.

Vermaschtes Netz (Mesh-Netzwerk)

Das Vermaschte Netz (Mesh-Netzwerk) entsteht durch ineinandergreifende Ringe und radiale Linien, die Schleifen bilden.

Vorteile des Vermaschten Netzes:

• Hohe Betriebssicherheit
• Flexibilität
• Leistungsfähigkeit
• Einfache Wartung und Support

Nachteile des Vermaschten Netzes:

• Höhere Komplexität
• Erweiterter Schutzbedarf
• Rasche Zunahme der Kurzschlussleistung