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

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

2 Gliederung Kraftwerke in Deutschland
Herausforderungen in der Energieversorgung Der Weg vom Kraftwerk zur Steckdose Geschichte der Energieversorgung Energieversorgung aktuell

3 Übersicht: Kraftwerke in Deutschland

4 Arten von Kraftwerken Kohlekraftwerk
(30 in Deutschland zwischen MW) Grundlasterzeugung am meisten Braunkohlekraftwerke Wirkungsgrad nur 40 % langsam anzufahren

5 Kohlekraftwerk

6 Arten von Kraftwerken Gaskraftwerk für Spannungs-
spitzen da schnell anzufahren Wirkungsgrad bis zu 60 % durch Kopplung zu Gas-und Dampf- Kombikraftwerken sonst ca. 40 %

7 Arten von Kraftwerken Wasserkraftwerk Grundlast
preiswerte Stromerzeugung lange Laufzeiten Wirkungsgrad ca. 90 %

8 Arten von Kraftwerken Kernkraftwerk bis zu 1600 MW Grundlast 17 in D
günstigste Stromerzeugung Wirkungsgrad ca. 35 %

9 Arten von Kraftwerken Windkraftanlagen ca. 22.000 in Deutschland
CO² neutral bis zu 5 MW große Offshore Windparks

10 Arten von Kraftwerken Photovoltaik teure Strom- erzeugung
ca MW peak in D Wirkungsgrad ca. 20 %

11 Arten von Kraftwerken Speicherkraftwerk nutzen potentielle Energie aus
für Spannungsspitzen oder wenig Strom- verbrauch Wirkungsgrad ca. 70 %

12 Arten von Kraftwerken Gezeitenkraftwerke in Deutschland nicht präsent
Biomassekraftwerke immer größere Bedeutung, aber im Konflikt mit der lokalen Nahrungsmittelerzeugung

13 Energiemix (Stand 2008)

14 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

15 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).

16 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

17 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

18 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?

19 Der Weg vom Kraftwerk zur Steckdose
Titel der Präsentation Der Weg vom Kraftwerk zur Steckdose

20 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“

21 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

22 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

23 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

24 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

25 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

26 Der Weg vom Kraftwerk zur Steckdose
Hausanschlusskasten: Kasten mit allen Hauptsicherungen Eine Leitung von dort führt zum Stromzähler  „Verbrauchsmessung“

27 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)

28 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.

29 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

30 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 Geschichte der Stromversorgung
Titel der Präsentation 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

32 Energieversorgung aktuell

33 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

34 Weiterführendes für angehende Lehrer
Titel der Präsentation Weiterführendes für angehende Lehrer Anschauliche Animationen zum Thema Energieerzeugung Flash Animationen bzw. Film: Vom Kraftwerk in die Steckdose – E.ON Energie AG München, kostenlos bestellbar über

35 Titel de. Präsentation 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.