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Auf ihrem Weg vom Kraftwerk zum Endverbraucher machen Strom und Spannung mehrere Veränderungen durch. Warum das notwendig ist, erklärt Benjamin Schäfer, Abteilungsleiter Stromanlagen und Netzleittechnik bei der Stadtwerke Karlsruhe Netzservice Gesellschaft.

 

Bei wichtigen Umbauarbeiten in den Umspannwerken ist Benjamin Schäfer vor Ort dabei.

Im Kraftwerk wird elektrische Energie aus konventionellen Energieträgern, zum
Beispiel aus Gas, oder aus regenerativen Quellen, zum Beispiel aus Wasser, erzeugt. Die Generatoren in den Kraftwerken erzeugen Strom mit einer Spannung von bis zu 27.000 Volt oder 27 Kilovolt. Um die Energie vom Ort der Erzeugung mit möglichst geringen Verlusten zu den Verbrauchern in Büros, Fabriken und Haushalten zu transportieren, werden Strom und Spannung mehrfach umgewandelt. Konkret bedeutet das: Die Spannung, gemessen in Volt, und die Stromstärke, gemessen in Ampere, werden hoch- und runtertransformiert.

 

Mit Höchstspannung über die Autobahn

Noch im Kraftwerk erhöhen Transformatoren die Spannung auf 380.000 Volt oder 380 Kilovolt. So kann die elektrische Energie über weite Strecken mit möglichst geringen Verlusten über das Höchstspannungsnetz übertragen werden, eine Art überregionale »Strom-Autobahn«. Ist irgendwann die Ausfahrt Karlsruhe erreicht, stehen dort wieder Transformatoren und reduzieren die Spannung auf 110.000 Volt. Mit dieser Spannung strömt die elektrische Energie in das Hochspannungsnetz der Stadtwerke Karlsruhe. Ihre Netzservice Gesellschaft ist der Verteilnetzbetreiber für Karlsruhe und zuständig für das gesamte, rund 2.800 Kilometer lange Karlsruher Energieversorgungsnetz mit allen Anlagen, die für einen sicheren und zuverlässigen Netzbetrieb benötigt werden.

Links: Moderne Hochspannungs-Schaltanlagen sind gasisoliert und brauchen daher weniger Platz als Freiluft-Schaltanlagen. Das Foto zeigt die Schaltanlage im Umspannwerk West beim Stadtwerke-Heizkraftwerk. Rechts: In der zentralen Strom-Netzleitstelle laufen alle Fäden der Karlsruher Stromversorgung zusammen. Das gesamte Stromnetz mit allen Anlagen wird von hier aus ferngesteuert und überwacht.

 

Ausfahrt Karlsruhe

An drei Stellen im Stadtgebiet gibt es Anschlussstellen an die überregionalen »Strom-Autobahnen«: Zwei Transformatoren im Umspannwerk West beim Heizkraftwerk der Stadtwerke am Rheinhafen und einen im Umspannwerk Ost beim Durlach-Center. »Dass wir an drei Punkten vom überregionalen Höchstspannungsnetz in das städtische Hochspannungsnetz einspeisen, ist ein wichtiger Faktor für die Versorgungssicherheit. Alle wichtigen Anlagen der Energieversorgung sind doppelt vorhanden, so dass beim Ausfall eines Trafos oder einer Kabelverbindung die Versorgung der Bevölkerung mit elektrischer Energie weiter gewährleistet ist«, erläutert Benjamin Schäfer. Einmal in Karlsruhe angekommen, transportieren unterirdisch verlegte Hochspannungskabel die elektrische Energie von den beiden Übergabe-Umspannwerken zu sieben weiteren Umspannwerken im Stadtgebiet. Sie sind auf vier West-Ost-Verbindungen aufgeteilt, die das Stadtgebiet durchziehen. In den Umspannwerken reduzieren riesige Transformatoren – insgesamt sind es 21 dieser tonnenschweren Kolosse – die Spannung von 110.000 Volt auf 20.000 Volt. Diese nennt man Mittelspannung.

Umspannwerke in Karlsruhe

Links: Hochspannungs-Trafos sind Kolosse, die schon mal 80 Tonnen wiegen und eine halbe Million Euro kosten. Um die Versorgungssicherheit zu erhöhen, sind sie in jedem Umspannwerk doppelt vorhanden. Fällt ein Trafo aus, stellt der andere die Versorgung sicher. Rechts: Einbau einer Netzstation in einem Wohngebiet. Hier wird die Spannung auf 400 Volt reduziert.

 

Von den Hauptverkehrsachsen in jede Straße

Einige große Industriebetriebe brauchen sehr viel elektrische Energie und sind daher direkt an das Mittelspannungsnetz angeschlossen. Es ist insgesamt über 800 Kilometer lang und durchzieht wie die Hauptstraßen die gesamte Stadt – fast ausschließlich unterirdisch. Die vie-len tausend Karlsruher Haushalte und die große Mehrzahl der Industrie- und Gewerbebetriebe brauchen allerdings Strom mit einer noch geringeren Spannung. Strom und Spannung werden noch einmal transformiert, bevor sie endlich in unseren Steckdosen ankommt. Für diesen Vorgang sind an rund 1.500 Stellen in ganz Karlsruhe sogenannte Trafostationen aufgestellt. Das sind kleine, meist graue Kästen in fast jeder Straße, die auch bei Graffiti-Künstlern äußerst beliebt sind. Dort findet eine allerletzte Wandlung der Spannung auf 230 und 400 Volt statt. Mit dieser Niederspannung kommt der Strom in unsere Steckdosen, um Toaster, Radiowecker oder Haarföhne zum Laufen zu bringen. Die Niederspannungsleitungen liegen in jeder Straße und versorgen jedes Gebäude mit elektrischer Energie. Denn ohne Strom geht heute fast gar nichts mehr.

Transportverluste minimieren

Aber warum eigentlich dieses Hin-und-her-Gewandel? Könnten nicht Strom und Spannung einfach so, wie sie sind, aus dem Kraftwerk zu uns nach Hause transportiert werden? »Doch, theoretisch wäre das möglich. Wenn wir ihn aber mit 20 Kilovolt über längere Strecken transportieren, geht unterwegs zu viel Energie verloren«, weiß Abteilungsleiter Schäfer. Einen völlig verlustfreien Transport gibt es leider nicht, aber das Ziel ist, den Energieverlust möglichst gering zu halten. Und das wird mit den Umwandlungen letztendlich erreicht. Im Karlsruher Energieversorgungsnetz haben wir daher sehr geringe Netzverluste.

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