Eigenschaften der Elektrizität

Eigenschaften der Elektrizität

Aus Sicht der Versorgung mit Strom hat Elektrizität einige Besonderheiten gegenüber anderen Waren. Diese Unterschiede sind relevant für das Verständnis der Branche. Ich habe einen Stapel meiner Spickzettel einmal eingegeben

Die Aufstellung enthält auch einige Punkte, die auf den ersten Blick trivial erscheinen.

Inhalt


Bei Elektrizität handelt es sich um ein über Normen festgelegtes Produkt

  • Es gibt zwei sich unterscheidende Qualitäten bei der Elektrizität
    • Bei Gleichstrom erfolgt der Stromfluss mit einer kontinuierlichen Spannung
    • Bei Wechselstrom wechselt die Spannung mit einer gegebenen Frequenz zwischen zwei Endpunkten
  • In öffentlichen Elektrizitätsversorgungsnetzen wird Wechselstrom verwendet.
  • Oberhalb der lokalen Stromversorgungsnetzen existiert ein Höchstspannungsnetz, über die alle Netze in Europa miteinander verbunden und damit synchronisiert sind.
  • Beschaffenheit (Frequenz, Oberschwingungen, Spannung, Stromstärke, Blindstrom …) sind über Normen vorgegeben, so das Verbraucher einheitliche und austauschbare Geräte verwenden kann.
  • Die Normen sind für alle Anbieter verbindlich.

Koinzidenz zwischen Erzeugung und Verbrauch

  • Bei Elektrizität handelt es sich um den Erregungs- bzw. Bewegungszustand von Eletronen in einem Medium (Metall)
  • Die Elektronen werden durch eine Erregung in einen Bewegungszustand versetzt, der durch Stöße weitergegeben wird. Üblicherweise geschieht das innerhalb eines Generators in einem Kraftwerk. Fällt die Erregung weg, stoppt auch die Bewegung der Elektronen.
  • Ist der Verbrauch größer als die Erzeugung verringert sich beim Drehstrom die Frequenz, wird mehr Erzeugt als verbraucht erhöht sich entsprechend die Frequenz.
  • Um eine Abrechnung von Elektrizität in einem offenen System zu ermöglichen, wird Erzeugung und Verbrauch in Zeitscheiben von 15 Minuten länge betrachtet. Kürzere Schwankungen müssen getrennt ausgeglichen werden.

Elektrizität ist nicht direkt speicherbar

  • Stimmt nicht unbedingt 100%ig, denn elektrischer Strom kann in Kondensatoren durchaus direkt, ohne Umformung, gespeichert werden. Die Kapazität dieser Bauteile ist jedoch sehr begrenzt und spielt Großtechnisch keine Rolle.
  • Muss Elektrizität gespeichert werden, geschieht dieses durch Umwandlung in eine andere Energieform, bei Akkumulatoren wird Strom chemisch gespeichert, Pumpspeicherkraftwerke nutzen potentielle Energie, also Lageenergie aus und in Schwungrad-Speicherkraftwerken wird die Energie in Form mechanischer Energie gespeichert. Innerhalb eines Stromkreislaufes haben derartige Speicher immer zwei Gesichter: Während des Speichervorgang als Verbraucher, beim Entladen als Energieerzeuger.
  • Aus diesem Grund ist die Bezeichnung “Strombörse” eigentlich falsch, korrekt müsste sie “Erzeugungskapazitäten – Börse” heißen. Die Eigenschaft der Koinzidenz erschwert auch eine Spekulation mit Strom, Elektrizität lässt sich nicht einfach so Einkaufen und im Lager verschwinden.

Elektrizität ist nicht sichtbar und nicht greifbar

  • Bei der Elektrizität handelt es es sich um Phänomene, die durch die Bewegung von Elektronen innerhalb eines Metalls oder auf der Oberfläche von anderen Stoffen hervorgerufen wird. Menschen haben keine Sinne, dieses zu erkennen.
  • Fließt elektrischer Strom durch den Körper, ist dieses Spürbar und kann auch, entsprechend der Eigenschaften des Stromflusses auch zu körperlichen Schäden führen.

Es muss immer eine Verbindung zwischen Erzeugung und Verbraucher bestehen

  • Bei einem elektrischen Strom handelt es sich um einen durch Stöße der Elektronen weitergegebene Bewegung
  • Wird die Verbindung zwischen Erzeuger und Verbraucher unterbrochen, wird die Weitergabe des Stromes unterbrochen (Schalter)
  • Großtechnisch bedeutet dieses, das die Verbindung großflächig eine entsprechende Infrastruktrur ausgebaut werden muss

Der Fluss eines elektrischen Stromes folgt seinen eigenen Regeln

  • Elektrischer Strom fließt immer zu dem Verbraucher, den er mit dem geringsten Widerstand erreichen kann. Im Normalfall bedeutet dieses, der nächstgelegene Verbraucher.
  • Über Solarzellen erzeugter Strom wird normalerweise im eigenen Haus verbraucht, erst wenn die Erzeugung den Verbrauch übersteigt, wird der Strom ins öffentliche Netz eingespeist.
  • Um gezielt spezifische Energieerzeugungsarten zu vermarkten und die Abrechnung diverser Anbieter zu ermöglichen, wurde ein Pool – Modell für die Betrachtung von Ein- und Ausspeisung entwickelt. Dieses Modell folgt abrechnungstechnischen Grundsätzen, nicht der Physik.

Elektrizität wird immer mittelbar verbraucht

  • Elektrizität ist ein Betriebsstoff für Geräte. Strom wird ausschließlich über Geräte wie Rechner, Motoren oder Leuchtkörper verwendet. Einen direkt leitungsabhängigen Verbrauch wie z. B. bei Telefoneinheiten gibt es nicht.
  • Der Verbrauch von Elektrizität wird meistens nicht mit dem Nutzen durch den Geräteverbrauch assoziiert.

Die thermische Erzeugung von Elektrizität ist immer mit hohen Verlusten behaftet


Der Einsatz von Elektrizität als Kraftquelle ist Umweltfreundlich

  • Und zwar bezogen auf den Ort der Nutzung. Ob der Einsatz insgesamt umweltfreundlich ist, benötigt eine andere Betrachtung. Elektromotoren:
    • sind relativ kompakt in Relation zu ihrer Leistung, es muss keine Hub- in eine Drehbewegung umwandelt werden,
    • produzieren keine Abgase vor Ort,
    • erzeugen Kraft nicht durch chemischen Prozesse mit hoher Temperatur, so das keine Stickoxyde entstehen,
    • erzeugen kaum Wärme bei ihrem Einsatz,
    • erzeugen Bewegungsenergie kontinuierlich wechselnde elektromagnetische Anziehung bzw. Abstoßung und nicht durch explosionsartige Verbrennung
    • lassen sich sehr genau steuern
    • besitzen ein durchgängiges Drehmoment, was ein Getriebe erspart.
    • lassen sich, falls konstruktionstechnisch dafür vorgesehen, auch als Stromgeneratoren verwenden und so kinetische Energie in Strom umwandeln

Related Images:

Aufrufe: 57

Schreibe einen Kommentar

error: Content is protected !!