Wie kommt der Strom
in die Steckdose?
Wie Strom produziert wird, weißt Du ja schon, oder? Wenn nicht, dann schau mal auf der Seite "Energie – Wie?" oder in Timelkam in der Energie.Erlebnis.Welt vorbei.
Aber: Wie kommt denn nun der Strom in unsere Steckdosen, wenn er produziert ist?
Ganz einfach: Mit Stromleitungen! Über die ist jedes Haus in einem dichten Netz (es wird Verbundnetz genannt) mit einem Kraftwerk verbunden.
Station 1
Kraftwerke
In einem Wasserkraftwerk ...
... werden die Turbinen durch Wasser angetrieben. Entweder durch das Wasser, das in einem Fluss fließt. Oder durch das Wasser, das in einem See gestaut worden ist. Die Wasserkraft ist die am längsten genutzte Form der Energiegewinnung und die älteste genutzte „erneuerbare Energie”.
In Zukunft soll mehr Strom mit der Sonne und dem Wind erzeugt werden. Sonne und Wind gehören auch zu den „erneuerbaren Energien”, weil sie durch den natürlichen Kreislauf immer wieder neu zur Verfügung stehen. Außerdem erzeugen diese Kraftwerke keine Abfälle, die die Umwelt belasten.
Hingegen stoßen Kohlekraftwerke durch das Verbrennen von Kohle sehr viel Kohlendioxid aus. Das ist schlecht für das Klima. In Atomkraftwerken entsteht durch den Einsatz radioaktiven Materials gefährlicher Abfall.
Hier beginnt die Reise!
Die Generatoren erzeugen (Wechsel-)Spannungen von etwa 10.000 V – 30.000 V. Für einen sparsamen Energietransport ist das aber zu wenig.
Die Spannung wird meist außerhalb des Kraftwerk-gebäudes von der Spannung des Generators auf eine höhere Spannung von 110 oder 380 Kilovolt hoch-transformiert. Das sind 380.000 Volt! Dafür benötigt man beim Kraftwerk einen Transformator. Dieser Bereich ist umzäunt; ein Betreten des Gebietes im Betrieb ist lebensgefährlich.
In der Umgebung ist ein Knistern zu hören, es stammt von kleinen Funkenüberschlägen in der Luft entlang der Leitungen.
Das durchfließende Wasser treibt die Turbinen im Damm an.Station 2
Höchstspannungsnetz (380-230kV)
Mit Höchstspannung durch Europa
Die größte Spannung für die Übertragung elektrischer Energie im Netz sind 380.000 Volt. Mit solchen Leitungen sind die großen Kraftwerke in Europa und die Ballungszentren miteinander verbunden. Die Masten sind bis zu 60 m hoch.
Es ist auch möglich, Strom mit noch höheren Spannungen zu transportieren, allerdings sind dafür andere Methoden erforderlich. Diese werden, zum Beispiel für die Versorgung von weit entfernten Inseln mit elektrischer Energie, eingesetzt.
Hast du solche Masten schon einmal gesehen? Sie können bis zu 60 m hoch sein.Station 3
Umspannwerk I
Mit Höchstspannung durch Europa
Die größte Spannung für die Übertragung elektrischer Energie im Netz sind 380.000 Volt. Mit solchen Leitungen sind die großen Kraftwerke in Europa und die Ballungszentren miteinander verbunden. Die Masten sind bis zu 60 m hoch.
Es ist auch möglich, Strom mit noch höheren Spannungen zu transportieren, allerdings sind dafür andere Methoden erforderlich. Diese werden, zum Beispiel für die Versorgung von weit entfernten Inseln mit elektrischer Energie, eingesetzt.
Danach wird der Strom über eine Hochspannungsleitung zu einem zweiten Umspannwerk geschickt und dort für die weitere Verteilung in Mittelspannung umgewandelt.
Mit Trafos wird die Höchstspannung auf Hochspannung "umgespannt".Station 4
Hochspannungsnetz (110kV)
Das Hochspannungsnetz besteht aus großen Masten und verbindet die Umspannwerke untereinander.
Von den Stommasten führen die Leiterseile über einen großen Sicherheitsschalter zu den Sammelschienen. Das sind dicke Metallrohre, über die die verschiedenen Leitungen miteinander verbunden werden. Über einen Transformator wird die Energie an das Stromnetz zur Verteilung weitergereicht.
Die Leiterseile sind über dicke Metallrohre miteinander verbunden.Station 5
Umspannwerk II
Es wird Zeit nach Hause zu kommen!
Kurz vor der Steckdose bzw. dem Verbraucher wird der Strom ein letztes Mal umgespannt – und zwar in einer Transformator-Station.
Dieses Mal wird der Strom auf eine Spannung reduziert, mit der dann zum Beispiel jedes Haus mit Strom versorgt wird.
In der Transformator-Station wird der Strom "gebrauchsfertig" gemacht.Station 6
Mittelspannungsnetz (10-30kV)
Gleich ist das Ziel erreicht!
Die 10-kV-Leitung führt zu einem Masten, auf dem sich wieder ein kleiner Transformator befindet. Er transformiert die 10 kV der kleinen Überlandleitung auf die Hausanschlussspannung von 230 V bzw. 400 V herunter.
Es sind jetzt noch höchstens ein paar hundert Meter, bis das Ziel – die Steckdose – erreicht ist.
Station 7
Trafo-Station
Wie reduzieren die Transformatoren die Spannung?
Trafos habt ihr Zuhause auch! Ein Beispiel: Eine Halogenlampe benötigt nur 12 Volt. Aus der Steckdose kommen aber 230 Volt. Also braucht ihr einen Transformator. Schaltet ihr die Halogenlampe ein, beginnt ein Trafo mit der Arbeit. Er reduziert die Spannung von 230 auf 12 Volt runter.
Das ist im kleinen Stil das, was im Umspannwerk im Großen passiert.
Was steckt hinter einem Transformator, kurz Trafo?
Um es etwas vereinfacht zu erklären: In einem Trafo stecken zwei verschiedene elektrische Spulen. Eine Spule besteht aus einem Draht aus Kupfer, der um einen Metallkern gewickelt ist. Diese Spule erzeugt ein Magnetfeld. Auf der anderen Seite ist eine Spule mit weniger Windungen. Auch diese Spule erzeugt ein Magnetfeld. So wird auf der einen Seite eine andere Spannung erzeugt als auf der anderen. Die Spannung wird herunter transformiert!
Die Niederspannungsleitungen verlaufen zu 90 Prozent unterirdisch.Station 8
Niederspannungsnetz (230-400V)
Niederspannungsnetze ...
... sind ein Teil des Stromnetzes zur Verteilung der elektrischen Energie an den größten Teil der elektrischen Endverbraucher.
Um Spannungsverluste zu vermeiden, sind Niederspannungs-netze in der räumlichen Ausdehnung auf einen Bereich von einigen 100 m bis zu einigen wenigen Kilometern beschränkt. Sie werden daher regional über Trafo-Stationen aus einem übergeordneten Mittelspannungsnetz gespeist.
In Niederspannungsnetzen werden die Stromleitungen überwiegend als Erdkabel ausgeführt. Das hat vor allem für eine sichere Versorgung Vorteile, weil es zu weniger Beschädigungen und somit zu weniger Unterbrechungen der Stromversorgung kommt.
Station 9
Steckdose
Zählt der Stromzähler wirklich Strom?
Eigentlich ist der Stromzähler gar kein Strom-Zähler. Gemessen wirdt nicht der Strom in Ampere (Einheit der Stromstärke), sondern der Stromverbrauch. Die Einheit der verbrauchten elektrischen Energie wird in Wattsekunden (Ws) gemessen, die üblicherweise in Kilowattstunden (kWh) umgerechnet wird.
Das Ziel – die Steckdose – ist erreicht!
Jetzt kannst du den Stecker von einem elektrischen Gerät in die Steckdose stecken und den Strom, der im Kraftwerk erzeugt worden ist, nutzen.
