Elektrizitätsnetzen

Elektrizitätsnetze umfassen die technischen Einrichtungen, die elektrische Energie vom Erzeuger zum Verbraucher transportieren. Sie bestehen aus Übertragungsnetzen mit Hochspannung, Verteilnetzen mit Nieder- bzw. Mittelspannung, Umspannwerken, Transformatoren und Schutz- sowie Regeltechnik sowie Betriebs- und Messsystemen.

Auf der Übertragungsebene verbinden Hochspannungsnetze nationale und grenzüberschreitende Netzwerke; sie werden oft von Transmission System Operators (TSO) betrieben und dienen dem Transport großer Energiemengen über weite Strecken. Zur Stabilisierung und zur Kontrolle der Spannung kommen Wechselstromnetze, gelegentlich werden auch Gleichstrom-Hochspannungsleitungen (HVDC) für Langstrecken oder unter See eingesetzt.

Die Verteilnetze liefern Energie an Endkunden und halten lokale Spannungen stabil. Sie werden von regionalen Netzbetreibern betrieben und verfügen über Abzweigungen, Umspannwerke und Zähler, die Lastenverteilen arbeiten und die Versorgung im lokalen Netz sicherstellen.

Betrieb und Regelung: Netze müssen Angebot und Nachfrage in Echtzeit ausgleichen. Frequenz, Spannung und Phasenlage müssen stabil bleiben. Dies erfolgt durch automatische Schutzeinrichtungen, Netzregelung, Marktprozesse und die Koordination von Erzeugern, Netzbetreibern und Verbrauchern.

Herausforderungen: Der wachsende Anteil erneuerbarer Energie, Elektrifizierung und dezentraler Erzeugung erhöht die Anforderungen an Flexibilität, Netzausbau, Speichertechnologie und digitale Steuerung. Konzepte wie Demand Response, Speicher, Smart Grids und fortgeschrittene Netzplanung unterstützen die Integration.

Regulierung und Märkte: Netzbetreiber in vielen Ländern sind reguliert; Erzeugung und Handel finden oft in wettbewerblichen Strukturen statt. Grenzüberschreitende Netze ermöglichen europäischen Stromhandel und sistieren Netzverknüpfungen.