Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik wie speist ein Wechselrichter ein?


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von noch Unwissender (Gast)


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Hallo.
Ich bin noch in der Ausbildung, also haut mich nicht gleich wenn meine 
Frage etwas doof ist. Aber ich versteh es einfach nicht ganz.

Ich beschäftige mich gerade mit unserem Niederspannungsnetz und hab 
etwas noch nicht verstanden.
Normalerweise ist beim Energiebezug aus dem Netz (Blindleistung mal 
vernachlässigt) der Phasenversatz zwischen Strom und Spannung 0°.
Im Einspeisefall ist der Strom zur Spannung um 180° verschoben.
Soweit verstanden!

Gehen wir theoretisch mal davon aus, dass ich einen Generator habe und 
damit ins Netz einspeisen will.
Ich synchronisiere mich auf den Nulldurchgang, verstanden.
Was muss ich jetzt tun, dass sich die Stromphase dreht?
Muss ich die Amplitude vom Generator vergrößern, also die Spannung 
erhöhen? So würde ich es machen.
Aber wenn das jeder so machen würden, dann hätten wir doch ein Problem. 
Jeder Einspeiser (PV-Anlage, Wasserkraftwerk, Windanlage...) müsste die 
Spannung ein Wenig höher einstellen.
Da würde sich doch hochschaukeln, oder nicht?

Was muss ich tun um einzuspeisen?

von Der Andere (Gast)


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noch Unwissender schrieb:
> Was muss ich jetzt tun, dass sich die Stromphase dreht?

Gar nix. 180° gedrehte Phase heisst nur, dass die Stromrichtung 
umgekehrt ist. Statt das Strom aus dem Netz in den Verbraucher fliesst 
dreht sich die Stromrichtung um und der Strom fliesst aus dem 
Wechselrichter in das Netz.
Dazu muss die Spannung im Wechselrichter nur ein bischen höher sein, als 
die des Stromnetzes.

von noch Unwissender (Gast)


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Aber wir haben doch 50 Hz-Wechselstrom?
Da passiert der Richtungswechsel 100 mal in der Sekunde.
Also muss man doch von Phasendrehung gegenüber der Spannung reden, oder 
nicht?
Man kann doch nicht nur von Stromrichtung reden.

von noch Unwissender (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Dazu muss die Spannung im Wechselrichter nur ein bischen höher sein, als
> die des Stromnetzes.

Ja und der nächste macht sie wieder ein Bisschen höher, und der nächste 
wieder und wieder und wieder...
Das kann doch nicht funktionieren, oder verstehe ich etwas falsch?

von Halbwissender (Gast)


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noch Unwissender schrieb:
> Da würde sich doch hochschaukeln, oder nicht?

das ist so, und darum muß von den EVU aktiv dagegengeregelt werden. Die 
Spannung wird lokal am Trafo eingestellt (und geregelt), das Netz 
insgesamt wird über die Frequenz in der Leistung geregelt (zB 50.05 Hz 
bedeutet: Zuviel Leistung im Netz). Hochspannungsseitig kann zusätzlich 
die Phase der Trafos eingestellt werden (Z-Schaltung), damit läßt sich 
auch die Transportrichtung beeinflussen. Insgesamt muß aber auch die 
Wellenlänge der Schwingung beachtet werden (wie bei einer Antenne), denn 
das europäische Verbundnetz kann bei 50Hz durchaus in Resonanz geraten.

von Der Andere (Gast)


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noch Unwissender schrieb:
> Also muss man doch von Phasendrehung gegenüber der Spannung reden, oder
> nicht?

Ja das ist durchaus korrekt. Wenn ich dich verwirrt habe damit dann 
vergiss es.
Die augenblickliche Stromrichtung dreht sich gegenüber einem Verbraucher 
um. Bei positiver Augenblicksspannung fliesst beim Einspeisen (vom Netz 
aus gesehen) ein negativer Augenblicksstrom und umgekehrt.

Und alles was man dazu braucht ist eine etwas höhere 
(Augenblicks)Spannung am Wechselrichter, die der Phase der Netzspannung 
exakt folgt.

von noch Unwissender (Gast)


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Halbwissender schrieb:
> das ist so, und darum muß von den EVU aktiv dagegengeregelt werden. Die
> Spannung wird lokal am Trafo eingestellt (und geregelt), das Netz
> insgesamt wird über die Frequenz in der Leistung geregelt (zB 50.05 Hz
> bedeutet: Zuviel Leistung im Netz).

Aha.
Was heißt lokal am Trafo. Bei mir zu Haus in der Stasse im 
Trafohäuschen?
Und wie geht das? Da ist doch kein Motor am Trafo der den Schleifer 
bewegt, oder?
Das mit der Regelung über die Frequenz habe ich schon mal gelesen.

Halbwissender schrieb:
> Hochspannungsseitig kann zusätzlich
> die Phase der Trafos eingestellt werden (Z-Schaltung), damit läßt sich
> auch die Transportrichtung beeinflussen.

Oh man, das versteh ich gar nicht.

Halbwissender schrieb:
> Insgesamt muß aber auch die
> Wellenlänge der Schwingung beachtet werden (wie bei einer Antenne), denn
> das europäische Verbundnetz kann bei 50Hz durchaus in Resonanz geraten.

Ok das verstehe ich. Bei 50 Hz ist die Wellenlänge ziemlich lang, aber 
die Leitungen auch. Da kann man schon mal eine Antenne mit perfekter 
Resonanz bauen.

von Halbwissender (Gast)


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noch Unwissender schrieb:
> Das kann doch nicht funktionieren, oder verstehe ich etwas falsch?

das funktioniert auch nur im Verbundnetz. Wenn ein Atomkraftwerk 
plötzlich abschaltet, müssen bereits vorher schon entsprechend viele 
Kohlekraftwerke aktiv mitlaufen, um den möglichen Ausfall unmittelbar 
übernehmen zu können. Sehr kurzfristige Energiespeicherung ist in der 
Rotationsenergie der Generatoren, ein Pumpspeicherkraftwerk braucht 
60sec von 0 auf 100%. Dann gibt es noch GuD- (Gas-und Dampf)-Kraftwerke. 
Unmittelbare Leistungsabschaltung geht, indem Windparks (ferngesteuert) 
abgeschaltet werden.
Wenn sich 3 Nachbarn als Energie-Gemeinschaft in Erzeugung und Verbrauch 
zusammenschalten, werden sie an den von Dir geschilderten Problemen 
scheitern. Als Dorf (mit 5000 Einwohnern) ist es aber schon möglich.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Ja und der nächste macht sie wieder ein Bisschen höher, und der
> nächste wieder und wieder und wieder...

Ja genau.

> Das kann doch nicht funktionieren, oder verstehe ich etwas falsch?

Doch, und zwar deswegen, weil die leistung der Kraftwerke im gegenzug 
entsprechend reduziert wird. Wenn du 1kW einspeist, erzeugt das 
Kraftwerk 1kW weniger. Und dann stimmt die Spannung wieder.

von Der Andere (Gast)


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noch Unwissender schrieb:
> Ja und der nächste macht sie wieder ein Bisschen höher, und der nächste
> wieder und wieder und wieder...

Jein. Stell dir mal vereinfacht das Netz als See vor, der auf 230m Höhe 
über dem Meer liegt.
Wisst du daraus Wasser (ohne Pumpe) entnehmen, muss dein Ablauf in ein 
Becken mit 229,9m Höhe leiten, willst du Wasser in den See einspeisen, 
dann muss dein Einspeisebecken auf 230,1m Höhe liegen.
Der Seeist so groß (Das Stromnetz hat so viele stärkere Einspeisungen 
und Verbraucher) dass dein EInspeisen die Seehöhe nicht merklich 
verändert.

Wenn aber viele einspeisen (Sonnentag, windig) dann kann man tatsächlich 
ggf. messen, dass die Netzspannung höher wird.

von noch Unwissender (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Ja das ist durchaus korrekt. Wenn ich dich verwirrt habe damit dann
> vergiss es.
> Die augenblickliche Stromrichtung dreht sich gegenüber einem Verbraucher
> um. Bei positiver Augenblicksspannung fliesst beim Einspeisen (vom Netz
> aus gesehen) ein negativer Augenblicksstrom und umgekehrt.

Danke jetzt weiß ich was du meinst. Du betrachtest den Augenblickswert. 
Wie wenn ich es mir mit DC-Spannungen überlege, oder?
Hab verstanden.

Der Andere schrieb:
> Und alles was man dazu braucht ist eine etwas höhere
> (Augenblicks)Spannung am Wechselrichter, die der Phase der Netzspannung
> exakt folgt.

Könnte ich nicht einfach die Phase ein Wenig neben dran laufen lassen? 
Dann hätte ich auch einen kleinen Spannungsunterschied.
Und ich könnte die Amplitude gleich der Netzamplitude machen.
Geht das?
Ich habs jetzt nicht komplett fertig gedacht, war nur ein Gedanke.

von Halbwissender (Gast)


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noch Unwissender schrieb:
> Und wie geht das? Da ist doch kein Motor am Trafo der den Schleifer
> bewegt, oder?

Genau, so. Allerdings sind das Schalter mit Zwischenstellung und 
Widerstandsnetzwerk, denn sie dürfen während des Schaltens weder ganz 
unterbrechen noch ganz kurzschließen. Vielleicht nicht vor Deiner 
Haustür, aber im Umspannwerk schon.

noch Unwissender schrieb:
> Da kann man schon mal eine Antenne mit perfekter
> Resonanz bauen.
genau das ist das Problem, denn Resonanz schaukelt die Energie nur 
nutzlos hin und her.

noch Unwissender schrieb:
> Oh man, das versteh ich gar nicht.

Bei Deiner Antenne-in-Resonanz ist die Spannung (Phase) ortsabhängig 
verschieden. Wenn Du die Phase veränderst, hast Du die Verhältnisse wie 
an einem anderen Einspeisepunkt. Bei der Antenne macht man das meist mit 
L und C. Im Drehstromnetz würden L und C sehr groß, andererseits hat man 
aber schon verschobene Phase (die Nachbarphase nämlich). Frag mal 
Wikipedia.

von noch Unwissender (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Jein. Stell dir mal vereinfacht das Netz als See vor, der auf 230m Höhe
> über dem Meer liegt.
> Wisst du daraus Wasser (ohne Pumpe) entnehmen, muss dein Ablauf in ein
> Becken mit 229,9m Höhe leiten, willst du Wasser in den See einspeisen,
> dann muss dein Einspeisebecken auf 230,1m Höhe liegen.
> Der Seeist so groß (Das Stromnetz hat so viele stärkere Einspeisungen
> und Verbraucher) dass dein EInspeisen die Seehöhe nicht merklich
> verändert.

Sehr schön erklärt, danke!
Langsam wirds ein Wenig heller bei mir.
Das heißt also, dass das Stromnetz schon einen gewissen Puffer 
darstellt.
Es hat eine gewisse Trägheit.
Ist das korrekt?
Und aufgrund dieser Trägheit lässt es sich auch so gut regeln?

von Halbwissender (Gast)


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noch Unwissender schrieb:
> Und ich könnte die Amplitude gleich der Netzamplitude machen.

Das nennt sich Phasenverschiebung, das macht ein Kondensator auch. An 
der einen Seite der Halbwelle nimmt er Leistung auf, an der anderen 
Seite gibt er sie wieder ab.

von Halbwissender (Gast)


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noch Unwissender schrieb:
> Es hat eine gewisse Trägheit.

hat es nicht, die el. Energie, die in einem Moment gebraucht wird, muß 
im gleichen Moment erzeugt werden. Der Puffer ist die Rotationsenergie 
der Generatoren.
Es läßt sich überhaupt nicht gut regeln, aber es gibt keine andere 
Möglichkeit.

von noch Unwissender (Gast)


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Das heißt aber auch, dass eine PV-Anlage auf einem Einfamilienhaus ein 
dummer Einspeiser ist, den mal nicht regeln kann.
Es kann also nur im Kraftwerk dagegen geregelt werden, falls in ganz 
Deutschland die Sonne scheint.
Richtig?
Aber irgendwann ist dann die Grenze erreicht, wenn auch noch der Wind 
weht.
Was macht man dann?
Sind deshalb bei größeren PV-Anlagen auch Rundsteuerempfänger eingebaut?

von noch Unwissender (Gast)


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Halbwissender schrieb:
> Das nennt sich Phasenverschiebung, das macht ein Kondensator auch. An
> der einen Seite der Halbwelle nimmt er Leistung auf, an der anderen
> Seite gibt er sie wieder ab.

Stimmt!

von noch Unwissender (Gast)


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Halbwissender schrieb:
> hat es nicht, die el. Energie, die in einem Moment gebraucht wird, muß
> im gleichen Moment erzeugt werden. Der Puffer ist die Rotationsenergie
> der Generatoren.
> Es läßt sich überhaupt nicht gut regeln, aber es gibt keine andere
> Möglichkeit.

OK. Dann wundert es mich, dass es nicht mehr Blackouts gibt.
In welchem Raster wird eigentlich geregelt?
- pro Ort
- pro größerer Stadt
- pro Straßenzug
...

Wenn ich in meiner Straße eine sehr große PV-Anlage baue und an das Netz 
Klemme, dann kann doch niemand gegen regeln.
Muss ich dann direkt im Mittelspannungsnetz einspeisen?

von noch Unwissender (Gast)


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Halbwissender schrieb:
> Genau, so. Allerdings sind das Schalter mit Zwischenstellung und
> Widerstandsnetzwerk, denn sie dürfen während des Schaltens weder ganz
> unterbrechen noch ganz kurzschließen. Vielleicht nicht vor Deiner
> Haustür, aber im Umspannwerk schon.

Wie sieht den so etwas aus?
Schalter mit Zwischenstellung und Widerstände?
Etwa Spannungsteiler? Das wäre ja der Wahnsinn!
Wie groß müssen den die Dinger sein?

Hast du dazu ein Skizze?

von Halbwissender (Gast)


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noch Unwissender schrieb:
> Sind deshalb bei größeren PV-Anlagen auch Rundsteuerempfänger eingebaut?

Ob Rundsteuer oder was anderes, weiß ich nicht. Aber es ist so etwas 
drin. Windenergieanlagen können auch schnell heruntergefahren werden, 
die Anlagen wissen selbst, daß sie die Bremsklappen aktivieren sollen 
und beidrehen. Meist ist das zu Feiertags um 13 Uhr, Mittagessen ist 
gekocht, Industrie ist aus und Mittagsschlaf braucht keine Energie mehr.
Die heißgeliebten Atomkraftwerke brauchen 1 Woche zum Abschalten. Außer, 
ein Trafo dort raucht ab, dann sind sie in Sekundenbruchteilen aus. 
Schließlich kaufen die Atom-Franzosen auch vormittags Strom bei uns, und 
nachts verkaufen sie an uns. Also Netto-Import für uns, aber 
wirtschaftlicher Export. Vormittags liefert auch noch die PV, das 
verhagelt die zu hohen Preise und das ist schlecht für die Konzerne.

von Halbwissender (Gast)


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noch Unwissender schrieb:
> Etwa Spannungsteiler? Das wäre ja der Wahnsinn!

Im Normalbetrieb ist der Spannungsteiler aber unterbrochen. Wenn 
geschaltet werden soll, werden die betreffenden Wicklungs-Abgriffe mit 
diesem Spaunngsteiler verbunden (Verlustleistung!), dann wird schleppend 
(=kurzschluß) in die Mittelstellung gefahren, es geht dann alles nur 
über die Widerstände, dann schleppend in die Endstellung. Dann wird der 
Spannungsteiler wieder abgeschaltet. Geht automatisch, da braucht 
niemand eine Knöpfchenreihe zu drücken.

Einfach so umschalten geht ncht. Ein Schalter für 380kV und Leistung ist 
ein haushohes Gebilde... Trenner sind kleiner, können aber nur ohne Last 
schalten (mit Last nur einmal, aber ich möchte dann nicht dabeistehen).

von noch Unwissender (Gast)


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Halbwissender schrieb:
> Die heißgeliebten Atomkraftwerke brauchen 1 Woche zum Abschalten.

Am besten ganz abschalten. Das dauert so 3 Jahrzehnte!

Halbwissender schrieb:
> Vormittags liefert auch noch die PV, das
> verhagelt die zu hohen Preise und das ist schlecht für die Konzerne.

Schlecht für die Konzerne? Wohl eher schlecht für die Dividenden der 
Aktionäre der Konzerne.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Aber irgendwann ist dann die Grenze erreicht, wenn auch noch der
> Wind weht.

Richtig, deswegen werden Windräder zeitweise deaktiviert. Achte mal 
drauf, wenn du bei schönem Wetter und Wind übers Land fährt. Zeitweise 
werden ganze felder voller Windräder still gelegt.

von noch Unwissender (Gast)


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Halbwissender schrieb:
> noch Unwissender schrieb:
>> Etwa Spannungsteiler? Das wäre ja der Wahnsinn!
>
> Im Normalbetrieb ist der Spannungsteiler aber unterbrochen. Wenn
> geschaltet werden soll, werden die betreffenden Wicklungs-Abgriffe mit
> diesem Spaunngsteiler verbunden (Verlustleistung!), dann wird schleppend
> (=kurzschluß) in die Mittelstellung gefahren, es geht dann alles nur
> über die Widerstände, dann schleppend in die Endstellung. Dann wird der
> Spannungsteiler wieder abgeschaltet. Geht automatisch, da braucht
> niemand eine Knöpfchenreihe zu drücken.
>
> Einfach so umschalten geht ncht. Ein Schalter für 380kV und Leistung ist
> ein haushohes Gebilde... Trenner sind kleiner, können aber nur ohne Last
> schalten (mit Last nur einmal, aber ich möchte dann nicht dabeistehen).

Verstehe ich dich richtig, dass der Trafo bei zu hoher Netzspannung 
einfach stärker belastet wird, also Energie verheizt und dadurch die 
Spannung heruntergeknüppelt wird?
Das kann man ja fast nicht glauben.

von Halbwissender (Gast)


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von Halbwissender (Gast)


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noch Unwissender schrieb:
> Das kann man ja fast nicht glauben.

braucht man auch nicht. Ich habe den Moment des Umschaltens 
beschrieben.Da wird für eine Sekunde Leistung verheizt, und dann sind 
die Wicklungen auf die neue Soll-Spannung umgeschaltet. Danach sind die 
Widerstände wieder außer Betrieb. Aber wie sollst Du sonst schalten, 
wenn Du weder Stromkreis öffnen noch Wicklungsabgriffe verbinden darfst.

von S R (Gast)


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noch Unwissender schrieb:
> Sind deshalb bei größeren PV-Anlagen auch Rundsteuerempfänger eingebaut?

Google mal nach 50,2Hz Problem.

Grob angerissen: Neuere Anlagen (auch kleinere) reduzieren ab 50,2 Hz 
ihre Leistung. Bei 51,5 Hz sind es dann 0%. Daneben gibt es auch Anlagen 
mit RSE.

Weitere Infos: "70% Regelung"

von noch Unwissender (Gast)


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Halbwissender schrieb:
> braucht man auch nicht. Ich habe den Moment des Umschaltens
> beschrieben.Da wird für eine Sekunde Leistung verheizt, und dann sind
> die Wicklungen auf die neue Soll-Spannung umgeschaltet. Danach sind die
> Widerstände wieder außer Betrieb. Aber wie sollst Du sonst schalten,
> wenn Du weder Stromkreis öffnen noch Wicklungsabgriffe verbinden darfst.

Aah, danke!

von Der Andere (Gast)


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Das Netz mit seinen Verbrauchern ist zwar kein Speicher, hat aber durch 
seine lineare Kennlinie (Spannung/Strom) selbst eine gigantische 
"Regelmasse"
Wenn da jetzt zum Beispiel 100MW an eingespeiste Leistung wegfallen dann 
fällt halt die Spannung um 2-5% und dadurch verbrauchen alle Verbraucher 
etwas weniger Leistung. Da die Leistung sogar im Quadrat zur Spannung 
eingeht, geht das sehr gut.
Deshalb darf die Netzspannung ja auch um 10% schwanken.

Trotz allem ist die Regelung des Netzes alles andere als trivial, vor 
allem mit den regenerativen Energieerzeugern.

Aber trotz allen Unkenrufen der ewiggestrigen Betonköpfen hab ich in den 
letzten 10 Jahren eher weniger Netzprobleme gesehen als z.B. vor 30-40 
Jahren. Es ist also beherschbar, zumindest wenn man dazu zumindest 1-2% 
soviel Geld ausgibt, wie für die Endlagerung der ganzen radioaktiven 
Hinterlassenschaften der AKWs noch auf uns zukommt.

von Halbwissender (Gast)


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noch Unwissender schrieb:
> Schlecht für die Konzerne? Wohl eher schlecht für die Dividenden der
> Aktionäre der Konzerne.

sie wissen schon, wie sie das machen. Die PV-Betreiber bekommen 
2.5cent/kwh aus der Lieferung, und müssen davon noch Durchleitungsgebühr 
bezahlen damit der Strom in Leipzig an der Strombörse verhökert werden 
kann.
Was Du zahlst, weißt Du selbst ab besten.
Aktionäre sind aber auch diejenigen, die beschissen werden. Man kann 
doch besser eine nicht nachprüfbare Anzahl von Managern einstellen. 
Gehälter und Boni sind Kosten und damit steuerlich absetzbar, und 
brauchen auch in der Bilanz nicht aufgeschlüsselt zu werden.
Die Kleinaktionäre haben nichts davon, außer das Pleite-Risiko.

von Halbwissender (Gast)


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Der Andere schrieb:
> letzten 10 Jahren eher weniger Netzprobleme

Ist auch so. Die Öffentlichkeit wird aber ökonomisch-politisch gesteuert 
im Interesse von .....
Wenn ein Windkraftwerk ausfällt, weil es aufgrund einer Störung 
abfackelt, ist das traurig aber nicht tragisch. Den Schrott kann man 
dann wegräumen, und die 1000 anderen haben genug Leistung, daß das nicht 
auffällt. Wenn ein Atomkraftwerk unerwartet in einem ungünstigen Moment 
ausfällt, ist das schon eine Herausforderung an das Netz.
Den Schrott kann man auch wegräumen ....

von Der Andere (Gast)


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Halbwissender schrieb:
> Den Schrott kann man auch wegräumen ....

Aber erst nach 50 Jahren, und dann wohin damit für die nächsten 50000!
Wie gut das klappt zeigt uns die Asse II.

von noch Unwissender (Gast)


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S R schrieb:
> Google mal nach 50,2Hz Problem.
>
> Grob angerissen: Neuere Anlagen (auch kleinere) reduzieren ab 50,2 Hz
> ihre Leistung. Bei 51,5 Hz sind es dann 0%. Daneben gibt es auch Anlagen
> mit RSE.
>
> Weitere Infos: "70% Regelung

Ok danke.
Das mit der Regelung nach der Netzfrequenz verstehe ich ja, aber die 
feste 70%-Regelung halte ich für Quatsch.
Vielleicht verstehe ich sie auch nicht richtig.

von noch Unwissender (Gast)


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Der Andere schrieb:
> Aber trotz allen Unkenrufen der ewiggestrigen Betonköpfen hab ich in den
> letzten 10 Jahren eher weniger Netzprobleme gesehen als z.B. vor 30-40
> Jahren. Es ist also beherschbar, zumindest wenn man dazu zumindest 1-2%
> soviel Geld ausgibt, wie für die Endlagerung der ganzen radioaktiven
> Hinterlassenschaften der AKWs noch auf uns zukommt.

Sehr richtig.

Halbwissender schrieb:
> Was Du zahlst, weißt Du selbst ab besten.
> Aktionäre sind aber auch diejenigen, die beschissen werden. Man kann
> doch besser eine nicht nachprüfbare Anzahl von Managern einstellen.
> Gehälter und Boni sind Kosten und damit steuerlich absetzbar, und
> brauchen auch in der Bilanz nicht aufgeschlüsselt zu werden.
> Die Kleinaktionäre haben nichts davon, außer das Pleite-Risiko.

Wahrscheinlich hast du recht.

Halbwissender schrieb:
> Wenn ein Windkraftwerk ausfällt, weil es aufgrund einer Störung
> abfackelt, ist das traurig aber nicht tragisch. Den Schrott kann man
> dann wegräumen, und die 1000 anderen haben genug Leistung, daß das nicht
> auffällt. Wenn ein Atomkraftwerk unerwartet in einem ungünstigen Moment
> ausfällt, ist das schon eine Herausforderung an das Netz.
> Den Schrott kann man auch wegräumen ....

So lange das AKW nur ausfällt. Wenn es hoch geht haben wir größere 
Probleme als ein vorübergehender Blackout.

von Begeisteter (Gast)


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Hallo

bitte nicht diesen für Laien mit einer gewissen Grundbildung, 
hervorragenden Thread mit Ideologischen, Politischen, 
Gesellschaftskritischen Meinungen und Debatten kaputt machen.
So gute und verständliche Infos und Hinweise zu der rein auf Fakten 
beruhenden Technik des Stromnetzes und wie man sich gezielt weiter 
Informationen besorgt gibt es ansonsten so kompakt und gut verständlich 
nicht.
Endlich mal genau das Niveau mit den man als Interessierter Laie etwas 
anfangen kann.

Meinen Dank am TO "noch Unwissender (Gast)"
Durch deine hochinteressante Frage und den guten Antworten und 
Anschlussfragen hast du ein faszinierendes und wichtiges  Thema 
angeworfen zu dem man ansonsten als Laie nicht so leicht Informationen 
bekommt da einen bestimmte Begriffe und Umstände einfach nicht bekannt 
sind.
Traurig das viele Entscheider welche die "Energieweichen" legen kaum 
eine Ahnung darüber haben was für Ansprüche und Probleme ein dichtes und 
sicheres Energienetz hat und das Kraftwerke nicht im größeren Umfang 
einfach abgeschaltet werden können oder "alternative" Energieerzeuger 
"eben mal so" in Massen in das Energienetz integriert werden können.

Großes Daumen Hoch

Begeisteter

von noch Unwissender (Gast)


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Vielen Dank für deine Lobesworte.
Aber du hast schon recht.  Wir driften ein wenig vom Thema weg.
Ich finde auch, dass die Antworten von allen Beteiligten sehr gut waren. 
Sie haben mir weiter geholfen.
Ich hab zuvor auch versucht mich im Internet zu informieren. Aber so 
richtig schlauer war ich hinterher nicht. Darum bin ich froh über diese 
Hilfe.
Genau dafür ist dieses Forums gedacht.

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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> Genau dafür ist dieses Forums gedacht.

Da bin ich mir nicht so sicher.

Der Betreiber hat vermutlich primär Interesse an Einnahmen durch 
Werbung. Was ich völlig Ok finde.

von noch Unwissender (Gast)


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Was ich noch wissen wollte ist das:

Vereinfachen wir das ganze mal und sagen, dass ich mir auf meinem 
Esstisch ein kleines Stromnetz aus mehreren DC-QUELLEN und ein paar 
Verbrauchern bauen will.
Mit DC müsste es doch einfacher sein.

Ich fange mit einer Quelle und einem Verbraucher an.
Soweit kein Problem. Normaler Stromkreis.
Auch wenn ich jetzt einen zweiten oder dritten Verbraucher dazu parallel 
schalte. Immer noch kein Problem.
Jetzt will ich aber eine zweite DC-QUELLE dazu schalten.
Wie gehe ich jetzt vor?
Ich stelle die gleiche Spannung wie an der ersten Quelle ein. Was ich 
wahrscheinlich nicht genau hin bekomme.
Es wird immer eine kleine Differenz geben.
Was passiert nun?
Von der Quelle mit der höchsten Spannung fließt ein Strom zu den 
Verbrauchern. Aber nicht nur das. Es fließt doch auch ein 
Ausgleichsstrom zu der Quelle mit der niedrigen Spannung.
Sehe ich das richtig?
Wo liegt mein Denkfehler?

von noch Unwissender (Gast)


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Stefan U. schrieb:
> Da bin ich mir nicht so sicher.
> Der Betreiber hat vermutlich primär Interesse an Einnahmen durch
> Werbung. Was ich völlig Ok finde.

Ist meiner Meinung nach völlig Ok.
Wer so ein Forum betreibt und pflegt der darf auch etwas davon haben.
Aber wir driften wieder ab.

von Matthias L. (lippy)


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>Wenn da jetzt zum Beispiel 100MW an eingespeiste Leistung wegfallen dann
>fällt halt die Spannung um 2-5% und dadurch verbrauchen alle Verbraucher
>etwas weniger Leistung. Da die Leistung sogar im Quadrat zur Spannung
>eingeht, geht das sehr gut.


Ist das heute noch so, wo wir doch überall nachregelnde Schaltnetzteile 
haben? Diese erhöhen den Eingangsstrom bei fallender Speisespannung...

von noch Unwissender (Gast)


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Matthias L. schrieb:
> Ist das heute noch so, wo wir doch überall nachregelnde Schaltnetzteile
> haben? Diese erhöhen den Eingangsstrom bei fallender Speisespannung...

Stimmt.
Sehr guter Einwand.

von Pipi (Gast)


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Matthias L. schrieb:
> Ist das heute noch so, wo wir doch überall nachregelnde Schaltnetzteile
> haben? Diese erhöhen den Eingangsstrom bei fallender Speisespannung...

Kühlschrank, Staubsauger, E-Herd, Industrie haben das nicht, dagegen 
sind deine Schaltnetzteile Pipikram.

von Matthias L. (lippy)


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>Kühlschrank, Staubsauger,

Evtl.


>E-Herd,

Bei Elektronik drin, vermute ich doch.


>Industrie haben das nicht, dagegen
>sind deine Schaltnetzteile Pipikram.

Wage ich zu bezweifeln. Frequenzumrichter regeln die Ausgangsspannung.
Und die SPannungsversorgungn von Industrimaschinen sind mittlerweile 
auch Schaltnetzteile.

Ich meine nicht das 5V Steckernetzteil zum Laden des Handys.

von noch Unwissender (Gast)


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Matthias L. schrieb:
> Wage ich zu bezweifeln. Frequenzumrichter regeln die Ausgangsspannung.
> Und die SPannungsversorgungn von Industrimaschinen sind mittlerweile
> auch Schaltnetzteile.
>
> Ich meine nicht das 5V Steckernetzteil zum Laden des Handys.

Ich denke auch, dass die Anzahl der Schaltnetzteile immer weiter 
zunimmt. Auch in größeren Anwendungen. Daher wird sich das Problem in 
Zukunft wohl verschärfen.

Hat keiner eine Idee zu meinem Tischexperiment?

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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noch Unwissender schrieb:
> Hat keiner eine Idee zu meinem Tischexperiment?

Wenn du mehr Verbraucher zuschaltest, wird irgendwann die Spannung 
absacken, weil die Quelle nicht mehr genug liefern kann. In diesem 
Moment liefert auch die zweite Quelle, selbst wenn sie vorher etwa 
geringere Spannung lieferte, nun mit und stützt die Spannung auf deinem 
Tisch.

Im Prinzip ist das bei den Wechselrichtern genauso. Sie liefern Energie 
ins Netz, indem sie ein ganz klein wenig auf die vordere Flanke des 
Sinus drücken, als ob sie die Netzfrequenz (die ja auch oben schon als 
Kriterium erwähnt wurde) erhöhen wollten. Die Verbraucher hingegen 
möchten die Frequenz absenken - die Turbine im Kraftwerk wird stärker 
belastet und dreht sich deswegen langsamer. Das alles spielt sich in dem 
kleinen Rahmen von ein paar dutzend mHz um die 50Hz herum ab:
https://www.swissgrid.ch/swissgrid/de/home/reliability/frequency.html

: Bearbeitet durch User
von Der Andere (Gast)


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Matthias L. schrieb:
>>Industrie haben das nicht, dagegen
>>sind deine Schaltnetzteile Pipikram.
>
> Wage ich zu bezweifeln. Frequenzumrichter regeln die Ausgangsspannung.
> Und die SPannungsversorgungn von Industrimaschinen sind mittlerweile
> auch Schaltnetzteile.

Das ist durchaus richtig, aber im Moment gibt es (noch) eine große Masse 
an ungeregelten Antrieben und wird es auch weiter geben. Lampen, alle 
Arten von Heizungen sind zwar geregelt was die Temperatur betrifft, 
nicht aber die Leistungsaufnahme wenn sie eingeschaltet sind. Die werden 
mit Pulspaketsteuerung angesteuert und die Leistung sinkt dann halt.
Große Motoren, ausser sie sind Geschwindigkeitsgeregelt (Alles zur 
Erzeugung von Druckluft oder Hydraulik) etc. pp.
Schaltnetzteile für Elektronik kann man dagegen wohl vernachlässigen. 
Aber in modernen Produktionsbetrieben stehen wohl nur noch FU geregelte 
Maschinen. Insofern wird die Masse schon weniger.

von Der Andere (Gast)


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Matthias L. schrieb:
>>E-Herd,
>
> Bei Elektronik drin, vermute ich doch.

Ich denke eher nicht. Nur die Elektronik hat ein Schaltnetzteil. Ausser 
bei Induktionsherden, aber auch da sinkt dann die Zwischenkreisspannung 
und damit die maximal abzugebende Leistung. Da ist ja kein Auf oder 
Abwärtswandler drin.

von Der Andere (Gast)


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noch Unwissender schrieb:
> Von der Quelle mit der höchsten Spannung fließt ein Strom zu den
> Verbrauchern. Aber nicht nur das. Es fließt doch auch ein
> Ausgleichsstrom zu der Quelle mit der niedrigen Spannung.
> Sehe ich das richtig?
> Wo liegt mein Denkfehler?

Dass du mit geregelten (idealen) Spannungsquellen denkst.
Jede Quelle hat einen Innenwiderstand.
Durch jeden Verbraucher wird die Spannung im Netz etwas niedriger, weil 
mehr Strom durch den Innenwiderstand der Spannungsquelle fliesst.
Die Höhe der Innenwiderstände und der Leerlaufspannungen bestimmen bei 
mehreren parallel geschalteten Quellen aus welcher wieviel Strom 
fliesst.

Und ja je nach Quelle kann sogar Strom in die Quelle "hinein"fliessen.

Das passiert übrigens auch bei Kraftwerken, durch gezielte Regelung kann 
man Synchrongeneratoren zum Beispiel zur Blindleistungskompensation 
benutzen und das wird (wurde) tatsächlich so gemacht.
Aber lang ists her mit meiner Energietechnikvorlesung :-(

von Achim S. (Gast)


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noch Unwissender schrieb:
> Hat keiner eine Idee zu meinem Tischexperiment?

Der Vergleich deines Tischexperiments mit dem Stromnetz hinkt insofern, 
als du bei deinem Experiment von konstanter Spannung überall auf dem 
Tisch ausgehst. Im Stromnetz ist die Spannung nicht überall konstant 
(sie liegt nur überall in einem erlaubten Spannungsband). Über die 
Leitungen fällt merklich Spannung ab. Scheint die Sonne, dann wird in 
einem sonnigen Dorf mit vielen Solardächern die Spannung ansteigen, im 
Nachbardorf im Bergschatten, wo nur Verbraucher sitzen, bleibt sie 
niedriger. Damit diese Spannungsdifferenzen nicht zu groß werden, wird 
durch Umschalten von Trafos (oder auch durch 
Gleichspannungs-Zwischenkreise) aktiv gegengeregelt.

Diese Umschalten von Trafos regelt nicht, indem überschüssige Leistung 
im Trafo verbraten wird (wie oben mal von jemand misverstanden wurde). 
Es regelt den Leistungsfluss zwischen den beiden Dörfern und gleicht den 
Spannungsabfall an den Leitungen aus. Im Verteilnetz wurde das "schon 
immer" so gemacht, auf der Niederspannungsebene wurde es durch die 
Zunahme von verteilten Einspeisern (Solardächer) notwendig, deshalb 
werden dort seit einigen Jahren die regelbaren Ortsnetztrafos 
eingeführt.

Der Vergleich zwischen Netzteilen und Kraftwerken hinkt auch deshalb, 
weil beide auf Lastsprünge unterschiedlich reagieren.

noch Unwissender schrieb:
> Normaler Stromkreis.
> Auch wenn ich jetzt einen zweiten oder dritten Verbraucher dazu parallel
> schalte.

Das mit dem Zuschalten von verbrauchern ist kein Problem, weil dein 
Netzteil instantan die Spannung nachregelt. Wie viel Leistung es dafür 
abgeben muss ist ihm halbwegs egal (solange es im Rahmen bleibt). Das 
Kraftwerk hingegen gibt zunächst mal halbwegs konstante Leistung ab. 
Wenn Verbraucher zugeschaltet werden, würde zunächst durchaus die 
Spannung sinken, wenn nicht durch Aufdrehen des Dampfventils 
gegengehalten würde.

Der Energiespeicher im Kraftwerk, der instantan gegenhält (bevor am 
Dampfventil gedreht wird) ist die Masseträgheit der Generatoren: werden 
schlagartig Verbraucher zugeschaltet, dann geht das auf Kosten der 
Bewegungsenergie der Generatoren und die Netzfrequenz beginnt zu sinken. 
Genau dieses Absinken (und im umgekehrten Fall Ansteigen) der 
Netzfrequenz wird genutzt, um die Einspeiseleistung (Dampfventil und 
ähnliches) nachzuregeln, so dass die eingespeiste Leistung zu jedem 
Zeitpunkt der benötigten Leistung nachgeregelt wird.

Dei Netzfrequenz wird also genutzt, um im gesamten Verbundnetz die Summe 
aller Einspeiseleistungen nachzuregeln. Die lokalen 
Spannungsüberhöhungen und -absenkungen regelt man ein Stück weit über 
das Umschalten von Trafos. Reicht das nicht aus (wenn an windigen Tagen 
die Leitungskapazität nicht reicht um Strom von der Küste in den Süden 
zu bringen), dann muss die lokale Verteilung der Einspeisung verändert 
werden (Kraftwerke im Norden runterfahren, im Süden hochfahren).

von thean (Gast)


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Unter https://netzsin.us gibt es interessante Infos zur Netzfrequenz. 
Auch Vorträge ...

von noch Unwissender (Gast)


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OK.
Wenn ich es nun richtig verstanden habe, ist bei meinem Tischexperiment 
die Spannungsregelung meiner Labornetzteile das Problem.
In der Praxis im Stromnetz sieht es natürlich anders aus. Beim Belasten 
bricht Drehzahl und dadurch die Spannung aufgrund des Innenwiderstands 
des Generators sofort ein Wenig ein. Da auch die Frequenz nachgibt wird 
nachgeregelt.
Das macht mein Labornetzteil von alleine und ziemlich schnell. Schneller 
als der Generator mit dem Dampfventil. Ist natürlich kein Vergleich zum 
Generator im Kraftwerk.
Ich müsste das ganze also mit weichen ungeregelten Spannungen machen, 
die nur ich von Hand nachregeln kann. Wäre es dann eher vergleichbar?

von noch Unwissender (Gast)


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Hallo.
Ich möchte mich abschließend nochmal bei allen engagierten 
Mit-Diskutieren bedanken.
Es war sehr aufschlussreich und ich konnte etwas dazu lernen.

Danke und Gruß

- jetzt nicht mehr ganz so Unwissender

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