Der Begriff der Spannungsregelung spielt beim Betrieb von Stromnetzen eine große Rolle. Um die Notwendigkeit der kontinuierlichen Regelung der Betriebsspannung zu verstehen, wird zunächst ein grober Überblick über die physikalischen Grundlagen gegeben.
Sichere Spannung
Die meisten Stromverbraucher in Haushalten arbeiten mit einer Wechselspannung von 230 Volt. In der Industrie wird oft sogenannter Drehstrom verwendet, der eine höhere Spannung aufweist. Damit Elektrogeräte zuverlässig und ohne Schäden arbeiten, muss der jeweils erforderliche Spannungswert kontinuierlich eingehalten werden. Weicht er von seinem Sollwert ab, kann es zu Funktionsausfällen kommen. Beim Wechselstrom ist die Frequenz der Polungswechsel unmittelbar mit der Spannung verbunden. Um einen vorgegebenen Spannungswert zu halten, muss die Frequenz auch auf einem bestimmten Wert gehalten werden. Dieser beträgt in Deutschland 50 Hertz, pro Sekunde wird also 50 Mal die Ausrichtung des Stroms geändert.
Umspannwerk - Carola Vahldiek - Fotolia.com
Um die Frequenz in einem vorgegebenen Band zu halten, müssen bestimmte Stromreserven vorbehalten werden. Wenn der Energieverbrauch in Industrie und Haushalt steigt, werden die Netze stärker belastet und die Frequenz sinkt. Bei sinkendem Verbrauch erhöht sich die Frequenz entsprechend. Beiden Effekten muss entgegengewirkt werden. So kann bei hohem Verbrauch kurzfristig die Reserve genutzt werden, um genügend Energie ins Netz einzuspeisen. Ist ein kurzfristiger Engpass überwunden, kann langfristig die Stromerzeugung der konventionellen Kraftwerke geregelt werden, um die Erzeugungssituation an den Bedarf anzupassen.
Spannungsregelung im Zusammenhang mit der Energiewende
Im Rahmen der Energiewende kommt der Spannungsregelung eine besondere Bedeutung zu. Da mehr und mehr regenerative Energiequellen genutzt werden, lässt sich die Energieerzeugung nicht mehr präzise zu jedem Zeitpunkt vorhersagen und steuern. Der Energieertrag aus Windkraft- und Photovoltaikanlagen fluktuiert in Abhängigkeit der Witterung teils so stark, dass zeitweise große Schwankungen ausgeglichen werden müssen.
Um diese Herausforderung zu bewältigen, bedarf es einer funktionierenden Spannungsregelung. Diese beruht hauptsächlich auf der Bereitstellung von entsprechend großen Reserven, die bei Netzschwankungen genutzt werden können.
