Das Kraftwerksmanagement in der Elektrizitätswirtschaft

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Die elektrische Energie muss in dem Moment zur Verfügung stehen, wenn der Verbraucher sie anfordert. Somit bestimmt auch der Verbraucher die Art, wie elektrischer Strom produziert werden soll. Die Erzeugung elektrischer Energie und die Stromverteilung müssen daher vom Kraftwerksmanagement auf den Spitzenbedarf ausgelegt werden. Außerdem muss das Management rechtzeitig Netz- Unterlast oder Überlast erkennen und zügig ausgleichen.

Der Leistungsbedarf an elektrischer Energie wird vom Verbraucher meistens nur kurzzeitig in Anspruch genommen. An einem Wintertag ist der Bedarf um 8.00 Uhr und nachmittags um 17.00 Uhr besonders groß. Im Sommer liegt der Verbrauch um 30% niedriger. Das Verhalten der Stromkunden ist jedoch nicht immer voraussehbar und durch plötzliche Ereignisse (z.B. plötzliche Wetteränderungen) kann der Stromverbrauch erheblich ansteigen. Die Gesamtkapazität aller Kraftwerke muss sogar noch höher liegen, als die zu erwartenden Leistungsspitzen, denn wenn ein Kraftwerk ausfällt, würde gleich die Versorgung mit Elektrizität zusammenbrechen.

Die Kraftwerke der Elektrizitätswirtschaft und die Verbraucher sind an einem europäischen Verbundsystem angeschlossen, um den wechselnden Leistungsbedarf und dem Risiko eines Kraftwerksausfalls entgegenzuwirken. Die Elektrizitätswirtschaft setzt in diesem Verbund drei Kraftwerkstypen ein.

Leistungsbedarf an einem Wintertag

Die Grundlast tragen Kraftwerkstypen die mit relativ geringen Brennstoff- und Betriebskosten arbeiten. Laufwasserkraftwerke an Talsperren gehören zu diesem Typ Kraftwerk. Der Anteil mit 5% ist jedoch in Deutschland sehr gering. Braunkohle- und Kernkraftwerke werden für die Grundlast verwendet. In anderen Ländern wie z.B. in Italien werden auch Erdwärmekraftwerke für die Grundlast eingesetzt. In Deutschland fehlt es zur Zeit an solchen kostengünstig arbeitenden Grundlastkraftwerken.

Die Mittellastkraftwerke sind nicht immer voll ausgelastet. Hierzu zählen Steinkohlekraftwerke. Die Brennstoffkosten liegen im mittleren Bereich. Die Leistung der Mittellastkraftwerke wird mit einem besonderen Fahrplan nach der Tagesverbrauchskurve variiert.

Spitzenkraftwerke decken die Tagessitzen ab und können schnell ein- und ausgeschaltet werden. Pumpenspeicherkraftwerke sind hierfür gut geeignet, da sie Energie aufnehmen und abgeben können. Wenn sich z.B. Nachts kein Abnehmer für den Strom findet, pumpen diese Kraftwerke zur Speicherung Wasser in ein höher gelegenes Wasserbecken. Der Pumpstrom speichert nachts Energie. Diese Kraftwerke werden vom Kraftwerksmanagement zur Regelung des Stromnetzes eingesetzt. Man muss nicht warten bis Wasser in Dampfkesseln erhitzt ist. Ebenfalls werden Gasturbinenkraftwerke für die Spitzenlast eingesetzt. Ein Lastverteiler gibt den Kraftwerken ständig Anweisungen, ob der Betrieb der Spitzenlastkraftwerke verstärkt, gedrosselt oder gar eingestellt werden soll.

Das Kraftwerksmanagement der Elektrizitätswirtschaft setzt auch Nachbarnetze ein, um Strom für die Grund- Mittel und Spitzenlast zu liefern oder zu beziehen.

In den letzten Jahren werden durch das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) von Dritten Strom in das elektrische Versorgungsnetz eingespeist. Hierzu gehört Strom aus BHKWs, Photovoltaik- und Windkraftanlagen. Hierbei handelt es sich um ungesteuerte Stromquellen. Der Anteil der umweltfreundlichen erneuerbaren Stromerzeugung wächst in Deutschland ständig und betrug 2006 ca. 5 %. und soll bis im Jahre 2020 auf mindestens 20 % steigen.

Das Kraftwerksmanagement setzt zur Steuerung des Stromverbrauches Rundsteueranlagen ein, mit denen elektrische Betriebsmittel durch Fernsteuerung ein-und ausgeschaltet werden können. So kann eine Wärmepumpe in der Spitzenzeit morgens und abends für einige Zeit vom Kraftwerksmanagement abgeschaltet werden. Der Verbraucher erhält als Ausgleich für die Abschaltung einen niedrigen Stromtarif für den Betrieb der Wärmepumpe. Nachtspeicherheizungen und spezielle Industriebetriebe werden über die Rundsteueranlagen nur Nachts mit Strom versorgt um den Anteil an preiswerten Grundkraftlastwerken zu erhöhen.

Kohlekraftwerk Buschhaus und Windkraftanlagen bei Helmstedt

Da mit Kohlekraftwerken ein übermäßiger Anteil an CO2 erzeugt wird, ist es für die Elektrizitätswirtschaft und den Politikern eine schwierige Aufgabe diesen Schadstoffausstoß ohne Einbuße am Lebensstandart zu verringern.

Keiner will auf elektrischen Strom verzichten, denn ohne elektrischen Strom wäre unser jetzige Lebensqualität nicht denkbar. Zudem steigt der Energiebedarf auf der Erde rapide an. Besonders die Industrialisierung der Entwicklungsländer wie China und Indien, die Not und Elend der dortigen Bevölkerung mindern, verlangt viel Energie. In China wurde 2007 fast jede Woche ein neues Kohlekraftwerk an das dortige Stromnetz angeschlossen. Der Anteil an erneuerbaren Energien und das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung bei Blockheizkraftwerken muss am Anteil an der Stromerzeugung steigen.

Blockheizkraftwerk - Erneuerbare Energien

© MH-Anlagentechnik GmbH 31.12.2007 Letzte Änderung 05.01.2008

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