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Marlies Keizers und Benedikt Heitmann – Technikgeschichte Johannes Evers SS 2010 Energieversorgung in Deutschland – Energiemix und Infrastruktur Technikgeschichte.

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Präsentation zum Thema: "Marlies Keizers und Benedikt Heitmann – Technikgeschichte Johannes Evers SS 2010 Energieversorgung in Deutschland – Energiemix und Infrastruktur Technikgeschichte."—  Präsentation transkript:

1 Marlies Keizers und Benedikt Heitmann – Technikgeschichte Johannes Evers SS 2010 Energieversorgung in Deutschland – Energiemix und Infrastruktur Technikgeschichte SS 2010 – Johannes Evers Referenten: Marlies Keizers und Benedikt Heitmann

2 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Gliederung Kraftwerke in Deutschland Herausforderungen in der Energieversorgung Der Weg vom Kraftwerk zur Steckdose Geschichte der Energieversorgung Energieversorgung aktuell 2

3 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Übersicht: Kraftwerke in Deutschland 3

4 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Arten von Kraftwerken Kohlekraftwerk (30 in Deutschland zwischen MW) Grundlasterzeugung am meisten Braunkohlekraftwerke Wirkungsgrad nur 40 % langsam anzufahren 4

5 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Kohlekraftwerk 5

6 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Arten von Kraftwerken Gaskraftwerk für Spannungs- spitzen da schnell anzufahren Wirkungsgrad bis zu 60 % durch Kopplung zu Gas-und Dampf- Kombikraftwerken sonst ca. 40 % 6

7 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Arten von Kraftwerken Wasserkraftwerk Grundlast preiswerte Stromerzeugung lange Laufzeiten Wirkungsgrad ca. 90 % 7

8 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Arten von Kraftwerken Kernkraftwerk bis zu 1600 MW Grundlast 17 in D günstigste Stromerzeugung Wirkungsgrad ca. 35 % 8

9 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Arten von Kraftwerken Windkraftanlagen ca in Deutschland CO² neutral bis zu 5 MW große Offshore Windparks 9

10 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Arten von Kraftwerken Photovoltaik teure Strom- erzeugung ca MW peak in D Wirkungsgrad ca. 20 % 10

11 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Arten von Kraftwerken Speicherkraftwerk nutzen potentielle Energie aus für Spannungsspitzen oder wenig Strom- verbrauch Wirkungsgrad ca. 70 % 11

12 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Arten von Kraftwerken Gezeitenkraftwerke in Deutschland nicht präsent Biomassekraftwerke immer größere Bedeutung, aber im Konflikt mit der lokalen Nahrungsmittelerzeugung 12

13 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Energiemix (Stand 2008) 13

14 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Herausforderungen in der Energieversorgung Stecker rein, Strom fließt – das ist alles andere als selbstverständlich Damit es genügend Strom gibt, laufen Tag und Nacht die Kraftwerke der Stromverbrauch muss dabei genau berechnet werden, denn das Stromnetz ist kein Speicher Deshalb erzeugen die Kraftwerke immer genau so viel Strom, wie verbraucht wird 14

15 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Herausforderungen in der Energieversorgung Bei Engpässen gibt es das Europäische Verbundnetz (Notkraftwerke) Ein Netz von Transportkabeln durchzieht Deutschland um die Kraftwerke mit den Verbrauchern über Erdkabel und Freileitungen zu verbinden Das Gleichgewicht aus Erzeugung und Verbrauch sichert den Betrieb des Stromnetzes bei konstanter Frequenz (50 Hertz). 15

16 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Herausforderungen in der Energieversorgung um so mehr Windkraftwerke installiert werden, um so größer sind die Schwankungen, die von konventionellen Kraftwerken ausgeglichen werden müssen dort wo die Windenergie erzeugt wird, wird sie nur zum Teil verbraucht, so dass sie über weite Strecken transportiert werden muss Energieversorger müssen das Hochspannungsnetz ausbauen 16

17 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Herausforderungen in der Energieversorgung Wechsel von eine zentralen zu einer immer dezentraleren Energieversorgung generell: die Stromversorger müssen sich ständig an den Energiebedarf anpassen (z.B. Mittags oder in der Halbzeitpause), damit die Frequenz nicht unter 50 Hertz sinkt 17

18 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Der Weg vom Kraftwerk zur Steckdose Der Weg des Stroms oder Vom Kraftwerk in die Steckdose Im Kraftwerk: Spannung von Volt Aus der Steckdose kommt: 220 Volt Was passiert auf dem Weg vom Kraftwerk zur Steckdose? 18

19 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Der Weg vom Kraftwerk zur Steckdose 19 Titel der Präsentation

20 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Der Weg vom Kraftwerk zur Steckdose Gehen von einem mittelgroßen Kohlekraftwerk aus ( Leistung = ca. 440 MW) Generator erzeugt Energie ca Volt Transformatoren: Umwandlung der Spannung in Hochspannung ( – Volt) zum besseren Transport mit möglichst wenig Spannungsverlusten 20

21 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Der Weg vom Kraftwerk zur Steckdose Einspeisung in das europäische Verbundnetz Weiterleitung über spezielle Höchststromleitungen (380 oder 220 kV) Entweder über Freilandleitung Oder über Erdkabel 21

22 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Der Weg vom Kraftwerk zur Steckdose Nächster Schritt: 110 kV Freiluft – Schaltanlage Gelände mit vielen Isolatoren Innen befinden sich Generatoren, Schalt- und Überwachungsgeräte und Turbinen Umspannung durch Transformatoren auf Volt 22

23 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Der Weg vom Kraftwerk zur Steckdose Regionale Weiterleitung über Hochspannungsfreileitungen 110 kV 110 kV – Leitungen treffen in Umspannwerken ein Hochspannung wird wieder reduziert auf 20 kV Mittelspannung Weiterleitung an regionale Verteilungsnetze oder große Industriebetriebe 23

24 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Der Weg vom Kraftwerk zur Steckdose 20 kV Mittelspannungsleitung bis zum Trafo – Häuschen z.B. in Wohngebieten Transformator setzt Spannung von 20 kV auf 0,4 kV (230/400 Volt) herab Niederspannung 24

25 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Der Weg vom Kraftwerk zur Steckdose Weiterleitung über- oder unterirdisch über Niederspannungsleitungen zu einem Kabelverteilerschrank In der Nähe der Wohnung des Verbrauchers gelegen Viele Kabel laufen zu unterschiedlichen Häuserreihen ab Ab hier: heutzutage meist nur noch 0,8m unterirdisch 25

26 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Der Weg vom Kraftwerk zur Steckdose Hausanschlusskasten: Kasten mit allen Hauptsicherungen Eine Leitung von dort führt zum Stromzähler Verbrauchsmessung 26

27 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Der Weg vom Kraftwerk zur Steckdose vom Hausanschluss zum Unterverteiler Umgangssprachlich Sicherungskasten Funktion: Leitungen in der Wohnung vor Überlastung schützen Schutz vor Kurzschluss Schutz des Menschen (z.B. bei dem Anbringen einer Lampe) 27

28 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Der Weg vom Kraftwerk zur Steckdose Über Abzweigdosen in der Wand, gelangt der Strom zu den Steckdosen Hier kann ein Energieumwandler (umgangssprachlich Verbraucher) angeschlossen werden und genutzt werden Waschmaschine Toaster Mixer etc. 28

29 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Geschichte der Stromversorgung 1880 Edison entdeckt die Glühbirne, die Nachfrage steigt rasant Reiche versorgen sich mit Generatoren Ca die ersten Blockstationen für die Energieversorgung weniger Häuser im Umkreis 1889 das erste (Gleichstrom-)Kraftwerk wird in Berlin in Betrieb genommen 1891 wurde die erste 175 km lange Stromleitung mit Wechselstrom in Betrieb genommen 29

30 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Geschichte der Stromversorgung die ersten Kraftwerke erzeugen Energie aus Wasserkraft, Brau- und Steinkohle da Strom immer begehrter wurde, reichten die Leitungskapazitäten nicht mehr aus Hochspannung wurde eingeführt 1891: 15 kV, 1912: 110 kV, 1920: 220 kV, 1957: 380 kV Im Laufe der Zeit entwickelte sich Strom vom Luxusgut zur bezahlbaren Massenware 30

31 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Geschichte der Stromversorgung die ersten Kraftwerke erzeugen Energie aus Wasserkraft, Brau- und Steinkohle da Strom immer begehrter wurde, reichten die Leitungskapazitäten nicht mehr aus Hochspannung wurde eingeführt 1891: 15 kV, 1912: 110 kV, 1920: 220 kV, 1957: 380 kV Im Laufe der Zeit entwickelte sich Strom vom Luxusgut zur bezahlbaren Massenware 31 Titel der Präsentation

32 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Energieversorgung aktuell 32

33 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Energieversorgung aktuell Erzeugerpreise: Kernenergie: 2,65 Cent/kWh Braunkohle 2,40 Cent/kWh Steinkohle 3,35 Cent/kWh Wasserkraft 4,3 Cent/kWh Erdgas 4,90 Cent/kWh Windenergie 9 Cent/ KWh Fotovoltaik 54 Cent/ KWh 33

34 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Weiterführendes für angehende Lehrer Anschauliche Animationen zum Thema Energieerzeugunghttp://www.swm.de/dokumente/swm/multimedia/schule/dynamo.swf Flash Animationen bzw. Film: Vom Kraftwerk in die Steckdose – E.ON Energie AG München, kostenlos bestellbar über 34 Titel der Präsentation

35 Marlies Keizers und Benedikt HeitmannTechnikgeschichte SS 2010 Johannes Evers Literatur.. E.On Enegie AG: E.ON Netz –zuverlässig, marktorientiert, innovativ. München 2010 Quarks & Co: Unter Strom. WDR Köln 2005 Bilder Kraftwerke: Vattenfall Europe, Berlin BmWi.http://www.energie-verstehen.de/ 35 Titel de. Präsentation


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