Ar­beits­blatt: Über­pro­duk­ti­on elek­tri­scher En­er­gie

Kom­pe­ten­zen:

Vor­aus­set­zun­gen:

3.2.3 (3) Spei­che­rung von En­er­gie

Ziele:

• Pro­ble­me bei der Ver­sor­gung mit elek­tri­scher En­er­gie er­ken­nen.
• Strom­aus­fäl­le als Wir­kung von über­las­te­ten Strom­net­zen zu­ord­nen kön­nen
• An­for­de­run­gen an Kraft­wer­ke und Ver­brau­cher deut­lich ma­chen
• Mög­lich­kei­ten und Pro­ble­me der En­er­gie­spei­che­rung

Große Men­gen an elek­tri­scher En­er­gie wer­den vor­nehm­lich zu be­stimm­ten Zei­ten von den Haus­hal­ten be­nö­tigt. Das be­deu­tet aber, dass die Kraft­wer­ke diese En­er­gie ge­ra­de zu die­sen Zei­ten auch zur Ver­fü­gung stel­len müs­sen. Ist der Be­darf an elek­tri­scher En­er­gie nicht ge­deckt, kommt es zu Eng­päs­sen. An­de­rer­seits kommt es zu Pro­ble­men im En­er­gie­netz, wenn mehr elek­tri­sche En­er­gie zur Ver­fü­gung ge­stellt als von Haus­hal­ten be­nö­tigt wird.

Kraft­wer­ke müs­sen dem­nach elek­tri­sche En­er­gie genau dann zur Ver­fü­gung stel­len, wenn sie auch be­nö­tigt wird (siehe z.B. D. Lud­gen und H. Wait­schat: Funk­ti­ons­wei­se des elek­tri­schen Ver­sor­gungs­net­zes, in: PdN-PhiS 5(58) 2009, S. 5).

Die zu­neh­men­de Be­reit­stel­lung elek­tri­scher En­er­gie durch Wind- bzw. Son­nen­kraft­wer­ke ist na­tür­lich nicht steu­er­bar und steht somit nicht un­be­dingt dann zur Ver­fü­gung, wenn diese En­er­gie ge­braucht wird. Das kann zu einer Stö­rung des Gleich­ge­wichts zwi­schen Be­darf und Be­reit­stel­lung füh­ren.

Pro­blem:

Durch eine Stö­rung des Gleich­ge­wichts zwi­schen Pro­duk­ti­on und Ver­brauch z.B. durch Über­pro­duk­ti­on oder auch durch einen zu hohen Be­darf an elek­tri­scher En­er­gie kann es zu er­heb­li­chen Strom­aus­fäl­len kom­men.

Für eine Lö­sung des Pro­blems gibt es prin­zi­pi­ell 4 Mög­lich­kei­ten:

1. Ein Über­an­ge­bot an elek­tri­scher En­er­gie kann durch den geo­gra­phi­schen Aus­gleich und die Ver­tei­lung der vor­han­de­nen Ka­pa­zi­tä­ten über das Strom­netz re­gu­liert wer­den. Strom, der an einer Stel­le über­schüs­sig ist, wird ent­spre­chend des Be­darfs an­dern­orts ab­trans­por­tiert.
2. Kraft­wer­ke müs­sen ihre Strom­pro­duk­ti­on schnell hoch- und herunterfah­ren kön­nen.
3. In Zei­ten, in denen die Strom­er­zeu­gung nied­rig und die Nach­fra­ge groß ist, kön­nen große Strom­ver­brau­cher, zum Bei­spiel Kühl­häu­ser, fle­xi­bel ihren Ver­brauch her­unterfahren und im Ge­gen­zug bei hohem Strom­an­ge­bot und nied­ri­ger Nach­fra­ge ihren Ver­brauch wie­der hoch­fah­ren.
4. Spei­cher für elek­tri­sche En­er­gie, die je nach Be­darf En­er­gie schnell auf­neh­men bzw. wie­der schnell als elek­tri­sche En­er­gie ab­ge­ben.

Auf­ga­ben:

1. Re­cher­chie­re, wel­che Kraft­werk­s­ty­pen sehr schnell auf einen Be­darfs­wech­sel re­agie­ren kön­nen.
2. Be­schrei­be, wel­che In­for­ma­ti­on ein Strom­ver­brau­cher aber not­wen­di­ger­wei­se haben muss, wenn er nach Punkt 3 sei­nen Be­darf fle­xi­bel ge­stal­ten will.
3. Re­cher­chie­re, wel­che Spei­cher es für die elek­tri­sche En­er­gie gibt.
4. Er­mitt­le, wel­che Spei­cher zudem sehr gut ge­eig­net sind, die 4. Mög­lich­keit zu er­fül­len.

Ar­beits­blatt: Über­pro­duk­ti­on elek­tri­scher En­er­gie: Her­un­ter­la­den [docx][26 KB]

Wei­ter zu Kraft­wer­ke