Ein Stromnetz bezeichnet eine umfassende Infrastruktur zur Stromverteilung, die typischerweise ein großes Gebiet abdeckt. Ein Netzwerk synchronisierter Stromerzeuger und -verbraucher, die durch Übertragungs- und Verteilungsleitungen verbunden sind und von einem oder mehreren Kontrollzentren verwaltet werden, bildet ein Stromnetz. Die meisten Menschen meinen mit dem Stromnetz das System zur Stromübertragung.
Anders ausgedrückt: Das Stromnetz ist ein komplexes System, das Strom von der Erzeugung zu den Endverbrauchern transportiert . Diese Netze haben sich von bescheidenen, regionalen Strukturen zu heutigen Netzen entwickelt, die sich über Tausende von Kilometern erstrecken und Millionen von Haushalten und Unternehmen verbinden.
Aus welchen Komponenten besteht ein Stromnetz?
Das Netz besteht aus unzähligen komplexen Verbindungen, ist aber im Wesentlichen in drei Teile unterteilt:
Energieproduktion
In Kraftwerken, die mithilfe eines Generators die mechanische Energie einer Turbine in elektrische Energie umwandeln , wird erstmals Strom erzeugt.
Dafür benötigen Kraftwerke Energie aus Brennstoffen wie Kohle, Erdgas oder Primärenergien wie Wind und Sonnenlicht. Die nächste Methode (Übertragung) löst dieses Problem, da diese Kraftwerke große Mengen Strom produzieren und oft weit entfernt von den Bedarfsorten liegen.
Getriebe
Die Stromübertragung erfolgt über Stromleitungen. Der Strom, der das Kraftwerk verlässt, wird durch ein Umspannwerk geleitet, wo er hochtransformiert wird.
Dies bedeutet, dass mit steigender Spannung die Stromstärke (die Anzahl der pro Sekunde fließenden Elektronen) proportional abnimmt. Ein Transformator ermöglicht diesen Spannungsanstieg . Die übliche maximale Entfernung, über die dieser Strom fließen kann, beträgt 500 Kilometer.
Aufwärtstransformatoren werden eingesetzt, weil Elektrizität beim Transport über weite Strecken durch einen Leiter zweifellos Energie aufgrund des Widerstands verliert.
Durch den Einsatz von Hochspannungsleitungen wird dieses Problem (nicht vollständig, aber auf ein akzeptables Niveau) gelöst. Bei einer Verringerung des Stroms um den Faktor 2 würde sich der entsprechende Leistungsverlust in den Leitungen um den Faktor 4 verringern, da der Leistungsverlust in den Leitungen mit dem Quadrat der Stromstärke abnimmt.
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Vertrieb
In Umspannwerken, die Abwärtstransformatoren verwenden – die das Gegenteil der Funktion von Aufwärtstransformatoren bewirken –, wird der Strom erstmals verteilt. Diese Abwärtstransformatoren reduzieren die Spannung auf ein für Menschen sicheres Niveau, da die Spannungen bei Fernübertragungen zu hoch sind.
Diese Umspannwerke sind dann über das Verteilungsnetz mit den unterschiedlichsten Stromverbrauchern verbunden – von riesigen Industriegebäuden bis hin zu bescheidenen Wohnhäusern. Die Spannungen werden weiter gesenkt und die Energie mithilfe zusätzlicher Umspannwerke und kleinerer Transformatoren auf die einzelnen Unterbezirke verteilt.
