Environmental Engineering Reference
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10.1.2 Spannungsebenen der elektrischen Versorgungsnetze
Elektrische Energieversorgungsnetze werden im Allgemeinen in unterschiedliche Nennspan-
nungen unterteilt. Die Abgrenzung der einzelnen Spannungsebenen ist nach IEC
[8]
wie folgt
festgelegt:
Niederspannung:
U
∑
1 kV
Mittelspannung:
U
>
1kV
∑
52 kV
Hochspannung:
U
>
52 kV
In Deutschland wird als Hochspannungsnetz i. d. R. ein Netz mit einer Nennspannung von
60 kV bis 110 kV bezeichnet.
Höchstspannungsnetze werden Netze mit einer Nennspannung von mindestens 220 kV ge-
nannt und dienen als Übertragungsnetze. Im Allgemeinen beschränken sie sich auf die Span-
nungsebenen 220 kV und 380 kV und haben die Aufgabe, elektrische Energie an die nachgeord-
neten Verteilungsnetze zu übertragen. In besonderen Fällen kann aber auch ein 110-kV-Netz
die Funktion eines Übertragungsnetzes übernehmen (Ausnahme).
Verteilungsnetze hingegen dienen innerhalb einer begrenzten Region der Verteilung elektri-
scher Energie zur Speisung von Ortsnetzstationen und Kundenanlagen. In Verteilungsnetzen
ist der Leistungsfluss im Wesentlichen durch den Energiebedarf der Kunden bestimmt. In
Deutschland werden Nieder,- Mittel- und Hochspannungsnetze (
∑
110 kV) von mehr als 900
Netzbetreibern als Verteilungsnetze genutzt. Hierzu zählen kleine Stadt- und Gemeindewerke
bis hin zu großen Regionalversorgern. Vor dem Boom der dezentralen Erzeugungsanlagen
(DEA) auf Basis erneuerbarer Energien und speziell der Windenergieanlagen war der elektri-
sche Energiefluss von der höchsten bis zur niedrigsten Spannungsebene (top down) eindeutig
vorgegeben, die tageszeitlich abhängigen Leistungsflüsse waren sehr gut prognostizierbar. Mit
der rasanten Zunahme insbesondere der Windenergie haben sich die eindeutigen Leistungs-
flüsse grundlegend verändert. So gibt es heute Einspeisungen in alle Spannungsebenen und
Rückspeisungen in die jeweils höhere Spannungsebene über die dazwischen geschalteten
Transformatoren. Das Bild
10.1
soll dazu einen Überblick auf die einzelnen Spannungsebenen
und die dort angeschlossenen WEA geben.
10.1.3 Netzstrukturen
Elektrische Versorgungsnetze müssen in ihrer Planung und in der Realisierung auf die jewei-
lige Aufnahme, die sie übernehmen sollen, abgestimmt werden. Hierbei müssen neben den
technischen Anforderungen insbesondere auch die wirtschaftlichen Belange wie die einma-
ligen Baukosten und die laufenden Betriebskosten betrachtet werden. Zu den Betriebskosten
zählen ganz entscheidend z. B. die jährlichen Verlustkosten, die sich aus der Verlustenergie
bei der Leistungsübertragung über die Netze ergeben. Die technischen Anforderungen hän-
gen zum einen davon ab, welche Leistungsdichten (MW/km
2
) abgedeckt werden müssen, wie
groß der Versorgungsradius um den speisenden Transformator ist und welche Spannungsän-
derungen (Spannungsfall oder Spannungsanhebung) sich imNetz ergeben. In der klassischen
Energieversorgung ohne Integration von WEA war ein zentrales Thema der Versorgungsnetze
der Spannungsfall vom Speisepunkt bis zur Last. Heutzutage spricht man durch die Vielzahl
der angeschlossenen Windenergieanlagen (aber auch Photovoltaik- und Biogasanlagen) auch
gerne von sogenannten Entsorgungsnetzen. Durch die Umkehr der Lastflussrichtung kommt
