Antwort auf die Eingangsfrage Wie kommt der Strom vom Kraftwerk zu unseren Haushalten? Bevor der Strom „aus der Steckdose kommt“, wird er ab dem Kraftwerk mehrmals transformiert (22.1). „Kraftwerke“ sind nicht nur die großen Wasserkraftwerke an Flüssen und alpinen Speicherseen, sondern auch die Windenergieanlagen, die zahlreichen Photovoltaikanlagen und weitere kleine Erzeuger. Ein Leitungsnetz mit 380 kV/220 kV verbindet Ostösterreich mit den Pumpspeichern in Westösterreich und transportiert Energie für die 110 kV-Verteilnetze in den Bundesländern. Außerdem koppelt es an die Stromnetze der Nachbarländer. Die 110 kV-Netze sind über Umspannwerke mit den regionalen Netzen (10 kV, 30 kV) verbunden, die schließlich über Trafostationen mit Niederspannung (230 V) die Kundenanlagen versorgen. Die Starkstromleitungen sind fast ausschließlich Freileitungen mit Leiterseilen ohne Isolation auf Strommasten. Zur Vermeidung von Erdschlüssen müssen sie genügend Abstand zu Gebäuden, zum Boden und zu Bäumen haben. Im Ortsgebiet werden Leitungen (z.B. 230V oder 10kV) meist als isolierte Kabel im Erdboden (Erdkabel) verlegt. 22.1 Das Stromnetz in vereinfachter Darstellung Große Fabrik Umspannwerk Mittelspannungsnetz Trafo Niederspannungsnetz (Erdkabel) Kraftwerke, Windkraft-, Photovoltaik- und Biomasseanlagen Höchstspannungsnetz Umspannwerk 1 1 1 1 1 2 3 4 5 6 7 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 S1 Die Bedeutung einer sicheren Versorgung mit elektrischer Energie zeigt sich bei einem Stromausfall. Dokumentiere, welche Geräte im Haushalt betroffen wären und welche Folgen ihr Ausfall hätte. 2 S1 Recherchiere, welche Folgen der Stromausfall in Chile im Februar 2025 oder in Berlin im Jänner 2026 für die Bevölkerung hatte. Überlege, welche öffentlichen Dienste durch einen längeren Stromausfall stark betroffen wären und welche Folgen ihr Ausfall hätte. 3 E3 Der Erfinder Daniel Superschlau möchte für das Campieren in der Wildnis mit einem einfachen Generator eine LED-Leuchte betreiben. Er testet folgende Anordnung: Ein 5 m langes Kabel wird von 2 Personen horizontal so gehalten, dass es 1 m durchhängt. Es wird in eine gleichmäßige Drehung mit 5 Umdrehungen pro Sekunde versetzt. Zwischen den Kabelenden wird die elektrische Spannung gemessen. Das Erdmagnetfeld hat Horizontal-/Vertikalkomponenten von 20 μT bzw. 44 μT. Analysiere mit deiner Klassenkollegin oder deinem Klassenkollegen, welche Spannung zu erwarten ist und schlage bessere Lösungen vor. 4 W4 Die Ohm’schen Verluste bei der Übertragung elektrischer Energie über weite Strecken sinken, je höher die Spannung ist. Trotzdem ist die thermische Belastung von Freileitungskabeln bei hoher Übertragungsleistung (z. B. 1 GW bei 380 kV) beträchtlich. Was bedeutet dies für die Kabel? Informiere dich, welche weiteren Verluste besonders bei hohen Wechselspannungen auftreten, so dass Fernleitungen über mehrere 100 km unwirtschaftlich werden. 5 S1 Recherchiere, welche Arten von Gezeitenkraftwerken es gibt. Wie können Meeresströmungen energietechnisch genutzt werden? Beurteile die Auswirkungen auf die Umwelt und den wirtschaftlichen Nutzen. 6 S1 Kontaktiere zu einem der Themenbereiche in diesem Kapitel eine Expertin oder einen Experten und führe ein kurzes Interview mit dieser Person. Weiterführende Fragestellungen 22 Elektrodynamik Praxis und Vertiefung Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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