380 KV Freileitung bei Ursprung, Sachsen im Winter.
BMWi/Maria Parussel

Wie das Stromnetz aufgebaut ist

Strom kommt in Deutschland jederzeit verlässlich aus der Steckdose. Das geht nur, weil Strom von dem Ort, an dem er erzeugt wird, zu dem Ort gebracht wird, wo er verbraucht wird. Der Strom muss also zum Beispiel von einem Kraftwerk, Windrad, einer Photovoltaik- oder Biogas-Anlage zu einer großen Fabrik, einem Betrieb, einer Schule oder einem Wohnhaus gelangen.

Den Transport und die Verteilung von Strom übernehmen Stromnetze. Ein Stromnetz besteht aus vielen Einzelteilen. In dem so entstehenden Netzwerk befördern elektrische Leitungen, in diesem Fall Freileitungen und Erdkabel, den Strom von A nach B. Auch Umspannwerke gehören zum Netzwerk. Sie dienen dazu, einzelne Netze verschiedener Stromspannungsebenen miteinander zu verbinden.

Auf seinem Weg vom Erzeuger zum Verbraucher wird der Strom über bis zu vier aufeinander folgende Netzebenen geleitet: Übertragungsnetze transportieren Höchstspannungsstrom (220 oder 380 Kilovolt) über weite Strecken. Verteilnetze befördern Strom weiter von der Hochspannungs-​ (60 bis 110 Kilovolt) über die Mittelspannungs-​ (sechs bis 30 Kilovolt) bis auf die Niederspannungsebene (230 oder 400 Volt). So wird der Strom an große Fabriken, mittelgroße Betriebe und kleine Haushalte verteilt.

Die Netzebenen im Überblick

Übersicht der unterschiedlichen Netzebenen des deutschen Stromnetzes von Übertragungsnetz bis hin zu Verteilnetz.
©Projektträger Jülich

Strom fließt immer gleichmäßig im Netz

Damit ein Stromnetz stabil ist, muss  vereinfacht dargestellt an der einen Seite immer genauso viel Strom hineinfließen wie an der anderen herausfließt. Das Verhältnis von Stromerzeugung und -verbrauch muss immer im Gleichgewicht sein.

Mitarbeiter der Europa-Leitwarte der Enertrag Windparks.
©BMWi/Maria Parussel
Mitarbeiter der Europa-Leitwarte der Enertrag Windparks.

Damit das Energiesystem sicher bleibt, ist eine gleichbleibende Netzfrequenz von 50 Hertz zwingend notwendig.

Deshalb kontrollieren in ganz Deutschland Expertinnen und Experten in sogenannten Netzleitstellen stets die gesamte Stromerzeugung und den Stromverbrauch.

Wenn zum Beispiel an stürmischen Tagen an der Nordsee der Wind stark weht, wird sehr viel erneuerbar erzeugter Strom produziert.

Dann können die Fachleute absehen, dass es an einem bestimmten Punkt im Netz zu einem Engpass kommt, falls sie nicht eingreifen.

Experten ändern bei Staugefahr im Netz den Fahrplan

Um einen drohenden Netzengpass zu verhindern, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eine davon ist der sogenannte Redispatch. Dabei weisen die Fachleute Kraftwerksbetreiber an, vom Fahrplan ihres Kraftwerks abzuweichen.

Leitwarte im Transmission Control Center des Netzbetreibers 50 Hertz. Herzstück der Arbeit von 50Hertz für die Versorgung von 8 Bundesländern mit elektrischen Strom ist die zentrale Steuerungsstelle, das „Transmission Control Centre (TCC)“, in Neuenhagen bei Berlin. Hier wird der Energiefluss durch die Netze überwacht, um jederzeit die Balance zwischen Erzeugung und Verbrauch zu halten.
©BMWi/Holger Vonderlind
Leitwarte im Transmission Control Center des Netzbetreibers 50 Hertz.

Kraftwerke, die im Netz vor dem Engpass liegen, also zum Beispiel im windigen Norddeutschland, müssen ihre Stromeinspeisung drosseln. Währenddessen müssen Kraftwerke hinter dem Netzengpass, etwa in Süddeutschland, mehr Strom einspeisen, um die Energieversorgung sicherzustellen.

Eine andere Maßnahme mit der Ingenieurinnen und Ingenieure einer technischen Netzüberlastung vorbeugen, ist das sogenannte Einspeisemanagement. Davon spricht man, wenn der Fahrplan Erneuerbarer-Energien-Anlagen, die vorrangig in Stromnetze einspeisen dürfen, geändert wird. Die Fachleute regeln dann Windräder herunter oder schalten sie zeitweise ganz ab.

Stromnetze werden modernisiert und ausgebaut

Damit Redispatch und Einspeisemanagement künftig nicht mehr so häufig nötig sind, muss die Aufnahme- und Transportkapazität der Stromnetze in Deutschland erhöht werden.

Errichtung einer Windsammelschiene durch 50Hertz, einer 88 Kilometer langen 380KV-​Leitung.
©BMWi/Holger Vonderlind
Errichtung einer Windsammelschiene durch 50Hertz, einer 88 Kilometer langen 380KV-​Leitung.

Die Netze müssen also an das moderne Energiesystem, das auf erneuerbarem und somit auf volatilem, also schwankend erzeugtem, Strom basiert, angepasst werden.

Eine Möglichkeit ist,  mehr Verbindungen für den regionalen Ausgleich zu bauen. Statt neue Leitungen zu bauen, kann man aber auch die bereits vorhandenen Netzkapazitäten noch besser ausnutzen als bisher. Dabei helfen neue digitale Technologien der Informations- und Messtechnik. Fachleute sprechen daher von Smart Grids. Das sind „intelligente, mitdenkende“ Netze, die Stromerzeuger, -verbraucher und –speicher miteinander verknüpfen.

Alle Bestandteile des Energiesystems werden also optimal aufeinander abgestimmt. So bleiben Erzeugung und Verbrauch stets im Gleichgewicht, das Stromnetz bleibt stabil und gleichzeitig wird der Ausstoß von Treibhausgasen reduziert.

Freileitung Strommasten für die Übertragungsnetze
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Stromnetze

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