Smart Grid mit einfachen Worten:
Das EVU (elektroversorgungsunternehmen) kann online den aktuellen Verbrauch messen und darauf einfluss nehmen.
Das ganze dient dazu die Stromversorgung der Zukunft in den Griff zu bekommen.
Hintergrund:
Vorwiegender Netzzustand vor 20 Jahren:
Energie wurde von "Grosskraftwerken" mittels Synchrongeneratoren erzeugt.
Verbraucher über das bestehende Netz Versorgt, "kleine" Einspeiser (Kleinkraftwerke, Windkraft, Photovoltaik, Blockheizkraftwerke,. . .)gab es so gut wie nicht und spielten beim Harsardspiel Erzeugung/Verbrauch keine Rolle
Heute:
Viele dezentrale kleine Einspeiser die nicht von den EVU´s beeinflusst werden können (wer will sein BHKW abstellen, weil im Netz gerade zu viel Energie vorhanden ist, welches Windkraftwerk kann plötlich mehr Leistung liefern wenn gerade mangel herscht, was passiert wenn gerade Sturm/Flaute ist mit den Windkraftwerken (100% nach 0% in wenigen Minuten bei mittlerweilen mehren 100 MW Windparks).
Die Umwandlung der erzeugten Energie erfolgt im großteil dieser Einspeiser mittels Inverter-Technik.
Das europäsische Verbundnetz läuft seit seiner Gründung immer mit einer Gratwanderung:
Wenn jemand sein Nachttischlämpchen mit 20W einschaltet, muss in einem europäischen Kraftwerk einTurbinenregler diese 20W feigeben (es muss auch ein Kraftwerk geben, dass nicht im optimalen Wirkungsgrad mit 100% Leistung läuft, sondern dass diese Freie Leistung schnell bereitstellen kann (Leistungsband 30 -70% der Nennleistung und entsprechend schnell (also kein Thermisches Kraftwerk, ja auch Atomkraftwerke können das nicht, sondern nur entsprechende Wasserkraftwerke oder Gsturbinen)), egal wo.
Könnte gerade kein Kraftwerk diese Energie liefern, würden die bestehenden Kraftwerke überlastet bzw. die Drehzal der Turbinen sinkt und damit die Netzfrequenz. Das führte durch den Leistungsrückgang an den Verbrauchern zu einer Senkung der Last, dadurch war das Netz früher relativ Stabil.
Durch die Gleichzeitigkeit ist die Wahrscheinlichkei hoch, dass auch jemand zu gleicher Zeit seine Nachttischlampe abschaltet -> der Lastgang der Verbraucher ist daher Träger und lässt sich relativ gut vorhersagen (Jahreszeit, Temperaturvorhersage, Wetter, . . .) teilweise kann auch seit mehr als 60 Jahren auf bestimmte Verbraucher durch das EVU zb.: über Rundsteuerungen Eingriff genommen werden zb.: Nachtspeicherheizungen, Warmwasserbereitung, . . . (also eigentlich der Vorläufer des heutigen Begriffs "Smart Grids").
zurück zu Istzusdand und er Zukunft:
Erzeuger: viele dezentrale Erzeuger die mittels Inverter (die folgen der Netzfrequenz / Spannung, bei zu grossen Abweichungen stellen sie die Einspeisung ein)ins Netz einspeisen.
Verbraucher: fast jeder Antrieb wird heute über Frequenzumformer (FU)geregelt (bei Änderung der Eingangsspannung und Frequenz regelt der FU nach, das heist wenn Frequenz und Spannung sinken, erhöht der FU seine Bezugswerete bzw er zieht die selbe Leistung unabhängig des Netzzustandes) -> Das schwächt die Stabilität des Netzes!
Alle diese für den Netzbetrieb notwendig Komponentewn haben sich in den letzten Jahren massiv verändert.
Heute haben wir folgende Probleme:
Teilweise riesige nicht beeinflussbare Erzeuger (offshor Windparks, die summe alle PV Anlagen) deren Erzeugung über, bestehende Leitungsanlagen die nie für diese Leistungen ausgelegt waren, ins Verbundnetz eingespeist werden. In Schwachlastzeiten besteht das Problem diese Leistungen irgendwo zu speichern, bei Ausfall eines Windparks mit mehreren 100MW in Zeiten grossen Energiebadrafs muss die entsprechende Leistung auf die Minute von anderen Kraftwerken bereitgestellt werden können bzw. es müssen Verbraucher mit der entsprechenden Leistung vom Netz genommen werden.
Da setzt Smart Grids an.
Wenn Einfluss auf dezentrale Einspeiser und Verbraucher genommen werden kann (zb.: BHKW an Pufferspeicher, in einem gewissen bereich kann die Einschaltzeit des BHKW verändert werden ohne dass der Endnutzer einen schaden davon hat, oder Elektroautos: dem Nutzer ist nur wicchtig, dass er bei fahrtantritt eine ausreichend gealdenen Batterie hat,...)
Dadurch wird es möglich das Netz wider halbwegs zu stabilisieren.
Was jedoch durch alle diese Massnahmen nicht möglich ist:
Bei großen Störungen im Verbundnetz (zb: Ausfall einer wichtigen Hauptverbindung und dadurch Trennung des Verbundnetzes in 2 oder mehrere Teilnetze mit teilweise Übererzeugung / Mindererzeugung) wirkten füher die Synchrongeneratoren und direkt (ohne FU) versorgten Motore mit ihrer Massenträgheit stabilisierend für das Verbundnetz.
Durch die Erzeugung und die Versorgung der Antriebe über FU´s wird die Stabilität des Netzes auf solche Störungen sehr schlecht. Die Wahrscheinlichkeit eines kompletten Black Outs erhöht sich mit jedem FU, Windkraftwerk und jedem PV.
Ich hoffe ich hab euch jetzt nicht überfordert, bei Fragen einfach posten
fg Winnman
