Spannungsebenen

Struktur des deutschen Stromnetzes

Unser Stromnetz weist vier Spannungsebenen auf, die mit Wechselstrom betrieben werden und durch Transformatoren miteinander verbunden sind.

 

Die Höchstspannungsebene arbeitet mit 220.000 Volt und 380.000 Volt und hatte nach Angaben der Bundesnetzagentur im Jahr 2013 in Deutschland eine Länge von 34.810 Kilometern. Sie bildet den Anschluss an die europäischen Netze und dient zur Verbindung der Ballungsräume über große Entfernungen mit großen Fernleitungen sowie zur Versorgung sehr großer Industriebetriebe.

An diese Ebene sind die Großkraftwerke angeschlossen. Die Energie wird durch Umspannwerke an die Hochspannungsebene übergeben, welche mit Spannungen von 50.000 bis 110.000 operiert Volt und hat eine Länge von etwa 79.900 Kilometern aufweist. Sie  dient der überregionalen Verteilung des Stroms und beliefert lokale Stromversorger sowie große Industrieanlagen und die Eisenbahnen.

 

In diesem Schaubild, ähnlich einem Organigramm, sind die Verbindungen zwischen Stromerzeugern, also Kraftwerken, und Stromverbrauchern dargestellt. Es wird gezeigt, mit welchen Spannungen auf verschiedenen Ebenen gearbeitet wird. Der Inhalt des Bildes wird in der Bildunterschrift schon detailliert erklärt, hier noch Zusatzinformation: Die Höchstspannungsebene bekommt ihren Strom durch Großkraftwerke. Große und mittlere Windparks sowie private Anbieter speisen ihren Strom in die Hochspannungsnetze ein. Größere Photovoltaikanlagen sind an die Mittelspannungsnetze angeschlossen. Direkt mit der Niederspannungsebene sind nur kleine Photovoltaikanlagen und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen wie Blockheizkraftwerke verbunden.
Aufbau des Stromnetzes

 

Die nächste Ebene, die Mittelspannungsebene, arbeitet bei 10.000 bis 50.000 Volt, hat eine Länge von 513.500 Kilometern und beliefert unter anderem regionale Verteilernetze sowie kleinere und mittlere Betriebe in der Industrie und im Gewerbe.

 

Die Niederspannungsebene liefert schließlich den Strom mit der bekannten Spannung von 230 Volt oder 400 Volt an die Endverbraucher wie zum Beispiel die Haushalte, kleinere Gewerbeunternehmen und landwirtschaftliche Betriebe. Die Länge dieses Netzes betrug 1,16 Millionen Kilometer.

Das gesamte Stromnetz hatte 2013 eine Länge von etwa 1,8 Millionen Kilometern und benötigt zur Versorgung der unterschiedlichen Spannungsebenen 550.000 Transformatoren. Etwa 1,44 Millionen Kilometer dieses Netzes oder 80 Prozent waren 2013 Erdkabel. Da sich der Strom praktisch nicht speichern lässt, muss in dieses Netz in jeder Sekunde soviel Energie eingespeist werden wie benötigt wird, was einen enormen Aufwand an Regelungskapazität bedeutet, um das Netz stabil zu halten. Besonders kritisch ist hierbei die Netzfrequenz von 50 Hertz, die sehr empfindlich auf Schwankungen im Netz reagiert, was wiederum weitgehende negative Auswirkungen hat. Deshalb dient die Netzfrequenz auch als Indikator für die Steuerung der Stabilität des Stromnetzes. Dies gilt nicht nur für das deutsche Netz sondern wegen der Verknüpfung mit den anderen Staaten für das gesamte europäische Verbundnetz.