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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wieviel Leistung geht durch Abstrahlung verloren


Autor: Electrix (Gast)
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Mich würde mal interessieren, wieviel Leistung im deutschen Stromnetz 
durch elektromagnetische Abstrahlung (Antennenwirkung der Leitungen) 
wohl so verloren geht.

Es liegt ja schon ziemlich viel 50 Hz in der Luft.
Wenn man einen empfindlichen Verstärker hat, und an den Eingang einfach 
ein Stück ungeschirmte Leitung anschließt, brummt es.

: Verschoben durch Admin
Autor: s.z. (Gast)
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wenn man unter einer stromleitung wohnt sollte man vermeiden eine 
Leitung als wäscheleine zu verwenden.

Autor: Chris (Gast)
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s.z. schrieb:
> wenn man unter einer stromleitung wohnt sollte man vermeiden eine
> Leitung als wäscheleine zu verwenden.

Aufgrund von welchen Berechnungen? Quelle?

Autor: ich (Gast)
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Ich hab mal was von 20A, pro 100km Freileitung gehört...

Autor: min (Gast)
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Der Verlust ist egal, da er in einem zentralisierten monopolistischen 
Energiesystem sowieso auf den Verbraucher umgelegt wird. Gibt ja keine 
Alternative!
Ich habe bei dem Verlust die Zahl 10% im Kopf. Dann wird beim 
Runtertransformieren auf 12V oder weniger wieder ein Verlust von 10% 
auftreten.
Die Alternative wäre ein dezentrales Gleichstromnetz (z.B. 12V) mit 
Anschluss von Solaranlagen und anderer Energielieferanten 
(Blockkraftwerke). Leider ist das nicht im Sinne der Energiemonopolisten 
und deren Netzstromlobbyisten (Politiker).

Autor: Peter (Gast)
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min schrieb:
> Die Alternative wäre ein dezentrales Gleichstromnetz (z.B. 12V) mit
> Anschluss von Solaranlagen und anderer Energielieferanten

warum wird nochmal mit Hochspannung gearbeitet, um die Verluste gering 
zu halten?

Und du willst jetzt ein 12V System aufbauen, was für Stromschienen muss 
ich da zu unserem 35KW durchlauferhitzer ziehen?

Auserdem sind Gleichstromsystem nicht geignet wenn man mehrere 
Einspeisungen hat. Das nächste Problem sind dann Sicherungen Schütze und 
Schalter.

Autor: min (Gast)
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Erstens habe ich von einem dezentralen! Stromnetz gesprochen und 
zweitens kann man mit Block(heiz)kraftwerken, die 35 kW sinnvollerweise 
thermisch (Abwärme) bereitstellen. Oder auch Solar, geothermisch, usw

Autor: smarti (Gast)
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Haha, alles kommt wieder: http://de.wikipedia.org/wiki/Stromkrieg

Autor: Andreas Ferber (aferber)
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min schrieb:
> Erstens habe ich von einem dezentralen! Stromnetz gesprochen und
> zweitens kann man mit Block(heiz)kraftwerken, die 35 kW sinnvollerweise
> thermisch (Abwärme) bereitstellen. Oder auch Solar, geothermisch, usw

Schon ein einfacher 1200W-Staubsauger würde bei 12V 100A Strom brauchen.

20m Kupferdraht (entspricht 10m Kabel bis zum Sauger) mit 1,5mm^2 
Querschnitt hat ca. 0,2Ω Widerstand (im Optimalfall). Selbst bei einem 
satten Kurzschluss würden da in deinem 12V-Netz bei dieser Kabellänge 
"nur" 60A fliessen, wobei dann die gesamte Leistung im Kabel verbraten 
würde und für den Sauger nichts mehr übrigbliebe.

Wenn du die reinen Leitungsverluste bei den angegebenen 20% halten 
wolltest, bräuchtest du einen Leiterquerschnitt von ca. 15mm^2 (bei wie 
gesagt gerade einmal 10m Leitung!). Nicht sehr handlich am 
Staubsauger...

Entweder müsstest du also überall armdicke Kabel verlegen, oder du 
hättest schon in den paar Meter Leitung bei dir im Haus Verluste, gegen 
die die 20% Leitungs- und Netzteilverlust Kinderkram sind. Von der 
Problematik der Erwärmung der Kabel mal ganz abgesehen.

Der Leitungsverlust ist umgekehrt proportional zum Quadrat der 
Spannung, also hast du bei 12V schon ca. 367mal so hohe Verluste wie bei 
230V.

Andreas

Autor: Seppl (Gast)
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Ich fände ein 400VDC Netz Sinnvoll

Autor: casud (Gast)
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Seppl schrieb:
> Ich fände ein 400VDC Netz Sinnvoll

Die lassen sich ja auch so gut auf handliche Spannungen transformieren.

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Electrix schrieb:
> Mich würde mal interessieren, wieviel Leistung im deutschen Stromnetz
> durch elektromagnetische Abstrahlung (Antennenwirkung der Leitungen)
> wohl so verloren geht.
>
> Es liegt ja schon ziemlich viel 50 Hz in der Luft.
> Wenn man einen empfindlichen Verstärker hat, und an den Eingang einfach
> ein Stück ungeschirmte Leitung anschließt, brummt es.

Hallo Electrix,
ich weiß es nicht und kann Dir nur sagen, in welche Richtung die 
Überlegungen gehen müßten. Um die Berechnungen durchzuführen, wäre es 
sinnvoll, so etwas wie die mittlere Länge einer Leitung zu kennen.

Die Wellenlänge der Welle im Hochspannungsnetz beträgt:

lambda = c/f = 300.000.000 m/s  / 50 Hz = 6000km

Eine sehr gute Antenne hättest Du bei lambda/4 = 1500 km.

Du müßtest also die mittlere Leitungslänge herausfinden und dann 
schauen, wie stark die Abstrahlung einer Antenne dieser Länge ist.

Gruß,
  Michael

Autor: Electrix (Gast)
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Naja war auch mehr ne Frage aus reinem Interesse. Hätte ja auch sein 
können, dass die Energieversorger schon mal sowas ausgerechnet haben.
Wenn nicht für ganz Deutschland dann wenigstens mal für eine Trasse.

Autor: Andreas Ferber (aferber)
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Michael Lenz schrieb:
> ich weiß es nicht und kann Dir nur sagen, in welche Richtung die
> Überlegungen gehen müßten. Um die Berechnungen durchzuführen, wäre es
> sinnvoll, so etwas wie die mittlere Länge einer Leitung zu kennen.

Wenn mich nicht alles täuscht, sollte die "Sendeleistung" gegen 0 
tendieren, egal wie lang die Leitung ist. Grund: es handelt sich um 
Drehstrom, nicht um Einphasen-Wechselstrom. Dementsprechend sollte (bei 
symmetrischer Belastung) im Fernfeld sowohl die elektrische als auch die 
magnetische Feldkomponente 0 betragen.

Oder bin ich da gerade völlig auf dem Holzweg?

Andreas

Autor: Ich (Gast)
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>Ich fände ein 400VDC Netz Sinnvoll

Ja Cool, wenn ich meinen Wasserkocher aus der Dose ziehe kommt auch 
gleich noch ein Lichtbogen mit raus :)
Die Kontakte von Schaltern leben bestimmt dann auch länger.

Die 50Hz sind gar nicht so schlecht. Wenn nicht sogar der beste 
Kompromiss.

Autor: MaWin (Gast)
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> Oder bin ich da gerade völlig auf dem Holzweg?

Natürlich.

Es gibt nicht ohne Grund den aufwändigen Weg der HGÜ, 
Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung,
wenn man über tausende Kilometer Strom leiten will, denn bei der 
Entfernung wäre die Abstrahlung total, die Verluste bei 100%.

Die Energieversorger haben das schon ausgerechnet, keine Sorge.

Autor: Andreas Ferber (aferber)
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MaWin schrieb:
> Es gibt nicht ohne Grund den aufwändigen Weg der HGÜ,
> Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung,
> wenn man über tausende Kilometer Strom leiten will, denn bei der
> Entfernung wäre die Abstrahlung total, die Verluste bei 100%.

Klar gibt es Verluste, insbesondere die kapazitive Blindleistung wird 
mit steigender Leitungslänge immer höher. Es ging hier aber nicht um 
allgemeine Verluste, sondern um Verluste durch Aussendung 
elektromagnetischer Wellen.

Andreas

Autor: Nasenbär (Gast)
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Hatte hier keiner ne Vorlesung zu Felder & Wellen ?
Ihr honks könnt wohl nichtmal ne Differentialgleichung lösen -.-

Autor: Bernhard R. (barnyhh)
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@  Nasenbär
Laß doch den ollen Maxwell ruhen.

Für unsere Verbundnetze gelten etwa folgende Regeln:
Erdkabel nicht mehr als ca. 40 km von Knoten zu Knoten,
Freileitungen ca. 100 km von Knoten zu Knoten.

Bei größeren Strecken besteht die Gefahr, daß die Synchronität (und 
damit Stabilität) des Netzes verlorengeht. U.a. deshalb setzt man HGÜ 
für größere Entfernungen ein.

So war das jedenfalls noch vor wenigen Jahrzehnten (Vorlesung 
Elektromaschinen an der TU BS).

Bernhard

Autor: Thomas Hempe (tux85)
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min schrieb:
> Der Verlust ist egal, da er in einem zentralisierten monopolistischen
> Energiesystem sowieso auf den Verbraucher umgelegt wird. Gibt ja keine
> Alternative!

Klar gibts ne Alternative DU bist die Alternative. Hast du genug Geld 
für ein Blockheizkraftwerk ?? Dann baus doch und verkabel dein Haus mit 
12V Gleichspannung und lass uns hier damit bitte in Ruhe es führt von 
der eigentlich gestellten Frage einfach nur weg.

Autor: MaWin (Gast)
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> Hast du genug Geld für ein Blockheizkraftwerk

Da alleine der Betriebsstoff für das BHK (Erdgas)
mit 11ct/kWh reinhaut, ist ein BHK niemals konkurrenzfähig,
denk dran, daß Industriebetriebe (also Grossverbraucher)
den Strom für eben diese 11ct bekommen (und Höchstverbraucher
wie Aluminiumhütten gar noch Steuersubventionen dazu, die
weit mehr ausmachen als das EEG).

Ja, Strom ist verdammt billig, wenn man die Energiepreise
als Vergleich nimmt.

Für Privatverbraucher wird er zwar von Jahr zu Jahr teurer,
aber für Industriekunden für Jahr zu Jahr billiger,
so daß dort, wo dem Energiekonzerne ein starker Abnehmer
gegenübersteht dermassen an den Preisen gedreht wird,
dass derjenige, der nichts zu entgegen hat, wie der
Privatverbraucher, bereits als Geldquelle für die Quersubvention
der Industriebetriebe geschröpft wird, und dazu dann noch in
den immerwiederkehrenden Desinformationsschriften der
Oligopolkonzerne das EEG als angeblich Schuldiger diffamiert
wird.

Strom kann nur deshalb so billig sein, weil er zum grössten Teil
aus importierter Steinkohle (ca. 4ct/kWH9 oder subventionierter
Atomkraft (ca. 5ct/kWH) stammt, also alles nur für
Grundlastkraftwerke geeignete Brennstoffe
die im BHK nicht einsetzbar sind.

Autor: Peter (Gast)
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Auch darf man BHK nur betreiben wenn man auch die Wärme nutzt. Dumm nur 
das man im Sommer Strom brauch aber fast keine Wärme braucht.
Man könnte ja die Wärme einfrieren und für den Winter aufheben, aber 
daran arbeite ich noch.

Autor: Gaast (Gast)
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MaWin schrieb:
>> Oder bin ich da gerade völlig auf dem Holzweg?
>
> Natürlich.
>
> Es gibt nicht ohne Grund den aufwändigen Weg der HGÜ,
> Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung,
> wenn man über tausende Kilometer Strom leiten will, denn bei der
> Entfernung wäre die Abstrahlung total, die Verluste bei 100%.
>
> Die Energieversorger haben das schon ausgerechnet, keine Sorge.

Du laberst vielleicht mal wieder eine Scheiße! HGÜ werden im 
wesentlichen nur zur Energieübertragung über Seekabel verwendet, da dort 
die kapazitiven Verluste bei Wechselstrom extrem stark wären.

Autor: Peter (Gast)
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Gaast schrieb:
> Du laberst vielleicht mal wieder eine Scheiße! HGÜ werden im
> wesentlichen nur zur Energieübertragung über Seekabel verwendet, da dort
> die kapazitiven Verluste bei Wechselstrom extrem stark wären.

das ist aber nicht der Hauptgrund, HGÜ ist die einzigste Möglichkeit 
Energie sinvoll über weite Entfernungen zu übertragen. Genau wegen der 
Antennenwirkung. Das die meisten HGÜ Leitungen im Wasser Seekabel sind, 
ist mehr oder weniger zufall.

Autor: Alexander Liebhold (lippi2000)
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Also wer Ahnung von Feldtheorie und EMV hat, der weiß, dass es zu keiner 
Wellenabstrahlung kommen kann, da die Bedingungen für den Hertzschen 
Dipol nicht erfüllt sind. Wie schon Michael geschrieben hat, müsste die 
Leitung 6000km bzw. 1500km (Lambda/4) lang sein, damit sich eine Welle 
lösen kann. Mit einer Handyantenne lässt sich auch kein UKW empfangen, 
deswegen geht das ja auch nur mit nem Kabelgebundenen Headset, wo das 
Kabel die Empfangsantenne ist.

Alle Verluste bei Hochspannungsanlagen sind Leitungsgebunden! D.h. 
Blindkomponenten, elektromagnetische Gegenfelder durch die verschiedenen 
Leiter. Elektrodynamisches Feld gegen den Erdboden, welches einer 50Hz 
Umladung eines Kondensators gleich kommt. ssw......

@Mawin und @Gaast:
Wie Gaast schrieb, ist es totaler Schwachsinn, das Gleichstrom für 
Trassen genutzt wird, die mehrere 1000 km lang sind. Zeig mir die 
Trasse, die am Stück zwischen 1500km - 6000km lang ist ohne 
Unterbrechung.
Gaast hat schon recht, bei Überlandkabeln, hat man als Dielektrikum 
Luft, bei Trassen über z.B. die Ostsee, hat man Salzwasser als 
Dielektrikum, wodurch die kapazitiven Verluste enorm ansteigen. Es gibt 
eine Ostseeüberleitung mit einer Spannung von 1MV, wobei der 
"Rückleiter" der Meeresboden ist (große Platten am Ufer vergraben). Es 
gibt zudem noch 2 kritische Punkte für Gleichstrom:

1. Sehr langsamer Hochlauf, wegen der hohen Kapazität.
2. DC-AC-Wandlung muss auch noch durchgeführt werden, sonst funktioniert 
ja kein Trafo.

Zeichnet man einfach mal alle C's in eine Freileitung ein und errinert 
sich an die Strom-Spannungsbeziehung eines Kondensators, so wird sofort 
klar, woher die Verluste kommen.

Natürlich gibt es extrem hohe elektrische/magnetische Felder nahe einer 
Hochspannungsleitung, aber die Störungen in der Nöhe sind rein durch die 
umgebenen Felder. Daher auch ganz kritisch bei EMV-Maßnahmen im 
Automotive-Bereich.

Gruß Alex

Autor: MaWin (Gast)
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Allle doof ausser dir:

http://www.siemens.com/innovation/de/publikationen...

Nicht ohne Grund sind die längsten Überlandleitungen HGÜ:
1700 km http://de.wikipedia.org/wiki/HG%C3%9C_Inga-Shaba
und 2071 km Xiangjiaba, keine Drehstromleitung ist so lang.
Die längsten Drehstromleitungen hat hingegen nur 115 km,
dann kommen zwangsweise Kondensatoren zur Phasenverschiebung
eben damit sich KEINE Antennenwirkung ergeben kann.

Und ja, HGÜ hat unter Wasser noch mehr Vorteile: Das Wasser
dient als leistungsfähiger Rückleiter, man braucht alos
nur eienn Leitung, und es gibt keine kapazitiven Verluste
die im engen Koax-Kabel sehr hoch wären, stimmt schon,
daher sind auch kurze Unterwasserkabel möglichst HGÜ.

Autor: Bastler (Gast)
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Was ich mal gehört habe, ist folgendes Problem:
Gleichstromnetzte können nicht groß verzeigt werden und nicht mehrere 
gleichzeitige Einspeisungen haben, da das zu Problemen führt.
Also ist HGÜ nur für eine direkte Punkt-zu-Punkt Leitung geeignet.

Autor: Peter (Gast)
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Alexander Liebhold schrieb:
> Wie schon Michael geschrieben hat, müsste die
> Leitung 6000km bzw. 1500km (Lambda/4) lang sein, damit sich eine Welle
> lösen kann.

und da ist ja schon das Problem, in Europa gibt es halt Entfernungen die 
größer als 1500km sind.

Es ist ja sogar geplant, das wir Solarstrom aus der Wüste bekommen. Da 
wird dann eng mit den 1500km.

Autor: Andreas K. (derandi)
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Wenn der Dipol nicht an einem Ende offen ist kriegst du mit deine 
Lambda/4 auch nix gebacken.

Autor: Ich (Gast)
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Wo ist eigentlich der Phasen Mittelpunkt im Verbundnetz. Und was 
passiert wenn eine Leitung länger ist als die andere, dann haben die ja 
eine andere Phase.

Bsp Dreieck mit drei Kraftwerken (oder Verbrauchern) alle sind 
miteinander verbunden, alle Leitung haben eine unterschiedliche Länge 
(3km,4km,5km). An irgendeiner Stelle kann die Phase ja nicht passen.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Andreas K. schrieb:
> Wenn der Dipol nicht an einem Ende offen ist kriegst du mit deine
> Lambda/4 auch nix gebacken.

Hm. Da die Leitung Wirkleistung überträgt und das Energienetz 
logischerweise nicht mit Leistungsanpassung betrieben wird, würde ich 
mal folgern das der Dipol niemals an beiden Enden korrekt abgeschlossen 
ist, also zumindest dieser Aspekt eine Abstrahlung nicht verhindert.


Irgendwo las ich mal über die größtmögliche Ausdehnung eines 
Verbundnetzes in Bezug auf die Antennenwirkung. Ich würde mal vermuten, 
das es sowas gibt.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Ich schrieb:
> Wo ist eigentlich der Phasen Mittelpunkt im Verbundnetz. Und was
> passiert wenn eine Leitung länger ist als die andere, dann haben die ja
> eine andere Phase.
>
> Bsp Dreieck mit drei Kraftwerken (oder Verbrauchern) alle sind
> miteinander verbunden, alle Leitung haben eine unterschiedliche Länge
> (3km,4km,5km). An irgendeiner Stelle kann die Phase ja nicht passen.

Das werden sie wohl mit den berühmten Kondis passend schieben. Also muß 
die Last schon halbwegs vorhersehbar gehalten werden und wenn nicht: 
Notabschaltung von Teilsträngen zu den Verbrauchern hin.

Autor: MaWin (Gast)
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Nee, beim E-Werk arbeiten schon Leute die klüger sind, es gibt ganz 
einfach keine Leitungen bei den die 3 Leiter dermassen unterschiedlich 
lang wären, daß relevante Phasenverschiebungen auftreten würden.
Eine kluge Massnahme dazu ist es, die 3 Leiter stets zusammen an 
denselben Hochspannungsmasten zu befestigen.

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Jedenfalls wollen sie ihr Netz mit SPICE simulieren, wie ich in einer 
Stellenanzeige für DD las.

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