Black Out

Zitat von Konstantin

Männers (und Aspi), ich darf mich einmischen mit mangelndem Wissen:

Was bedeutet überhaupt "kein Stromnetz vorhanden"? Das Netz besteht ja aus physischen Bestandteilen: Kabel und sowas. Das ist ja immer da, selbst, wenn die Versorgung nicht gewährleistet sein sollte. Gewiss denke ich mir, dass ich durch meine Steckdose keine Einspeisung durchführen kann und es bestimmte Schnittstellen braucht die das ermöglichen, aber sagen wir man hätte Generatoren und die entsprechende Schnittstelle zum Einspeisen. Das würde ja dazu führen, das ab Einspeispunkt Strom eingespeist wird und ab der nächstmöglichsten Stelle wieder entnommen. Hat also Tante Emma ihr Geräte nach einem Blackout nicht ausgeschaltet (und Sicherungen drin), dann fließen die paar Kilowatt direkt zu ihr. Und wenn sie schneller/mehr verbraucht als eingespeist wird, wird kein Haushalt nach Ihr Strom bekommen. Denn nach meinem Verständnis ist das Stromnetz - also die Leitungen - nicht abgeriegelt (bestimmt an einingen relevanten POIs, aber ja nicht alle paar Haushalte).

Ich habe ~9 Jahre im Vetrieb in diesem Bereich gearbeitet und mein Netzwissen ist hier eingeschränkt, eben nur auf das Wissen, dass Endverbraucher interessiert.

Also, was heisst hier "kein Stromnetz" in phsysischer Realität?

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Keine Experte dafür.

Grundsätzlich unterteilen wir unser Stromnetz ja in:

1. Höchstspannungsnetz (220kV / 380kV) (erzeugt durch große Kraftwerke und Offshore Wind)

2. Hochspannungsnetz (60kV-220 kV) (erzeugt durch mittelgroße Gas-, Kohle-, Solarkraftwerke und Windparks) und wird von der Bahn, der Großindustrie und Großstädten verbraucht.

3. Mittelspannungsnetz (6kV-60kV) (erzeugt von kleinen Kraftwerken wie Biomasse, kleinen Windparks etc.) und verbraucht von Mittel- und Kleinstädten und Industrie und Dienstleistung.

4. Niederspannungsnetz (230 V / 400 V- 6.000 V) von Solarpanels auf dem Dach oder einer kleinen Windmühle) und verbraucht von Haushaltsstrom und Ladenstationen für E-Autos [1].

Um Strom von einer Spannung auf die nächste zu "wandeln" benötigen wir Transformatoren, die der Umwandlung in die "benötigte" Spannung dienen.

Früher haben wir mit "Gleichstrom" im Inselbetrieb (Kohlekraftwerk produziert nur für ein kleineres Stromnetz, wo der Strom dann verbraucht wird) gearbeitet, heute mit "Wechselstrom" also überregionalem und flexiblem Strom. Vorteil ist, dass man so flexibler und sicherer unterwegs ist --> z.B. Industrie will mehr produzieren, hochfahren von überregionalen Kapazitäten und Wandlung in die benötigte Spannung --> passt.

Die Netzfrequenz (Leitfrequenz, nach der sich alle Erzeuger richten, mehr dazu hier [2]) beträgt in Europa 50 Hertz und stellt grob "Angebot und Nachfrage" des Stroms dar. Da sind wir bei der "Synchronisation", die wir hier bereits diskutiert haben. Diese wird kontinuerlich "gesteuert", da ein Abfall der Frequenz gravierende Folgen haben kann (vgl. 5 Stufen Plan für Lastabwurf" [3]), so würde bei einem Abfall von 50 Hertz auf 49 Hertz bereits 10-15% der Last (also der Verbrauchen) abgeworfen werden, bei und bei 47,5 Hertz alle Kraftwerke vom Netz genommen (netter Einblick hier [4]).

Es gibt in Deutschland 4 Netzbetreiber (die den Strom im Gebiet "steuern"), unser Stromnetz ist europaweit vernetzt und kann Strom Im- und Exportieren. (Einführung in die Materie allgemein hier: [5]).

Zur physischen Realität aus meiner Sicht:

Je nach Szenario (Stromausfall in meiner Stadt oder Europaweit kein Strom), wobei vieles denkbar ist, bricht die Netzspannung zusammen und alle Kraftwerke werden vom Strom getrennt. Es wird dunkel. Das THW rückt an und stellt ihre Netzersatzanlagen (NEA) auf und speist Strom ein. In unserem System bringt das nichts, weil die Trafos wahrscheinlich nicht funktionieren (je nach Szenario, hier ist keine Pauschale Antwort möglich) oder sabotiert / kaputt sind. Außerdem kann keine NEA dieser Welt den Bedarf von allen decken, also zu wenig Spannung. Daher werden diese wahrscheinlich im Inselbetrieb laufen (also Krankenhäuser, Kritische Infrakstruktur) direkt mit Strom versorgen. Eine NEA ist ein "Generator" von Strom, der z.B. im Krankenhaus verbaut ist und direkt einspringt , sollte kein Netzstrom mehr kommen (hierbei sind die "bunten" Steckdosen in den Krankenhäusern interessant) oder halt beim THW auf dem Anhänger steht und transportiert werden kann.

Nehme gerne Anmerkungen an.

Werde bei Gelegenheit mal meinen Kontakt beim THW interviewen und euch das Ergebnis mitteilen.

Moin Konz,

Du hast natürlich recht, das Stromnetz ist physisch noch vorhanden (wenn es nicht beschädigt wurde), es ist nur kein Strom drin.

Technisch ist es übrigens kein Problem durch eine beliebige Steckdose Strom einzuspeisen, das macht jedes Balkonkraftwerk, es sind dabei nur ein paar Aspekte der elektrischen Sicherheit zu beachten.

Bei den Generatoren und Wechselrichtern musst du beachten ob sie für Einspeisung in das Stromnetz geeignet sind oder nicht. Die meisten können es nicht, die können nur ein Inselnetz aufbauen. Der Unterschied besteht darin das sich die Einspeisefähigen mit der Netzfrequenz synchronisieren. Nur so kann sichergestellt werden das es keine Probleme gibt. Wenn du einen nicht einspeisefähigen Generator an ein funktionierendes Stromnetz anschließt gibt es einen Knall und es ist bei dir dunkel. Dann hat Überlagerung der Netzfrequenz und der Frequenz deines Generators eine Überspannung und Überlastung ausgelöst und hoffentlich nur deine Sicherung ausgelöst. Wenn du so einen Generator bei einem Stromausfall an die Steckdose anschließt wird er sich wegen Überlastung abschalten, denn in dem Fall wirkt das Stromnetz auf den Generator mit seiner begrenzten Leistung wie ein Kurzschluss. Die Oma bekommt genauso viel wie alle anderen. Anders wird es nur wenn das große Stromnetz in kleine Teilnetze aufgetrennt wird die jeweils für sich eine Insel bilden, mit einem Kraftwerk und einer überschaubaren Anzahl an Verbrauchern.

Generatoren die sich mit dem Stromnetz synchronisieren können wirken wie kleine sehr Kraftwerke, die das Stromnetz unterstützen. Wenn sie dagegen ein z.B. vom Stromnetz abgeschnittenen Ort versorgen der sonst keinen Anschluss an das Stromnetz mehr hat, dann ist das in dem Fall ein Inselnetz. Solche Generatoren können sich aber dann trotzdem mit dem Netz wieder synchronisieren wenn es wieder da ist.

In unserem Europäischen Stromnetz unterstützen alle Kraftwerke sich gegenseitig, dadurch wird es für alle stabiler, effizienter und billiger.

Moin MeerMann,

Hier ein paar Ergänzungen:

Wir haben die verschiedenen Spannungsebenen um auf den langen Übertragungswegen weniger Leistungsverluste zu haben. Ein Kabel ist ein Ohm'scher Widerstand und je mehr Strom durch fließt, desto mehr Leistung wird im Kabel in Wärme umgewandelt. Bei höherer Spannung ist bei gleicher Leistung der Strom geringer (Leistung = Spannung x Strom).

Wir haben ein Wechselstromnetz weil Trafos nicht mit Gleichstrom funktionieren. Heute kann man Spannungswandler bauen die auch Gleichspannung in viel höhere Spannung umwandeln können, zur Einführung des überregionalen Stromnetzes war das nicht so einfach, besonders nicht in den Leistungsklassen. Ein Wechselspannungsnetz hatte dabei einige Vorteile.

Da sich in einem Wechselstomnetz die Spannung ständig sinusförmig verändert kann man die Spannung nicht als Referenz für die Auslastung des Netzes verwenden. Deshalb wird dafür die Frequenz verwendet. Wenn das Netz stärker belastet wird als gleichzeitig erzeugt wird sinkt die Frequenz, dann wird in den Kraftwerken nachgeregelt um die Frequenz stabil zu halten.

Krankenhäuser sind verpflichtet eigene Notstomgeneratoren betriebsbereit vorzuhalten.

Das THW besitzt zwar einige Generatoren (die Netzbetreiber, größere Baufirmen und andere haben auch welche) sie reichen aber nicht für alle und alles.

Wenn zum Beispiel in einer Kleinstadt der Strom ausfällt weil eine Hochspannungsleitung beschädigt ist, dann kommt Hilfe auss der Umgebung. Wärend der Netzbetreiber die Leitung repariert wird wichtige Infrastuktur mit Notstrom am laufen gehalten, und da die Kapatzitäten verfügbar sind können warscheinlich auch die Bewohner mitversorgt werden.

Wenn dagegen Deutschlandweit Stromausfall wäre, dann bekommt die Kleinstadt keine Hilfe aus den Nachbargemeinden. Und auch das THW muss sich entscheiden wo es seine NEAs am sinnvollsten einsetzt: zum Beispiel die Bewohner einer Kleinstadt mit Strom versorgen oder das Wasserwerk einer Großstadt am laufen halten; einen Supermarkt beleuchten oder die Feuerwehreinsatzleitung.

In jedem Fall wird nicht in das öffentliche Verbundnetz eingespeißt, sondern immer nur in ein definiertes, abgetrentes Inselnetz, sonst schalten die Generatoren wegen überlastung ab.

Ich weiß, ich habe vieles sehr vereinfacht dargestellt und auch nicht bis ins letzte Detail ausgeführt, das dient aber nur der Übersicht.

Mit der Aussage, dass in einer abgeschalteten Stromanlage kein Strom drin ist, wär ich vorsichtig.

Nicht umsonst erden wir alle abgeschalteten Stromleitung.

Bitte kommt nie auf die Idee, eine Stromleitung anzufassen, von der ihr glaubt, dass sie abgeschaltet sei.

Das erden stellt einen Potenzialausgleich her, damit wird eventuell vorhandene (statische) Restladung abgeleitet und die Arbeiter bei versehentlichen wiedereinschalten der Anlage geschützt.