Gleichstrom oder Wechselstrom bei Fernübertragung

Wissenschaft Physik
#1

Hallo,

in der gegenwärtigen Diskussion über die erforderlichen Stromautobahnen in Deutschland heißt es ja, dass man das verlustarm per Gleichstrom machen will. Auch die Stromübertragung von Desertec, falls das zustande kommt, soll per Gleichstrom erfolgen.

Das verstehe ich nicht. Ich habe gelernt, dass der Wettbewerb zwischen Edison (Gleichstrom) und Westinghouse (Wechselstrom) durch letzteren u. a. gerade deshalb gewonnen wurde, weil man Wechselstrom mit wenig Aufwand auf hohe Spannungen hochtransformieren kann, die sich dann verlustarm über weite Strecken übertragen lassen, und dann wieder mit wenig Aufwand auf die erforderliche Spannung herunter transformiert werden können.

Bisher geschieht das doch wohl auch so, die Überlandleitungen heißen ja nicht zum Spaß Hochspannungsleitungen.

Wieso ist plötzlich alles anders?
Wer hat wann entdeckt, dass Gleichstrom sich verlustarmer transportieren lässt?
Wieso ist das so und warum kommt man erst jetzt darauf?

Grüße
Carsten

#2

StromAUTOBAHN, ich kack ab! owt
x

#3

Hallo,

in der gegenwärtigen Diskussion über die erforderlichen
Stromautobahnen

„Stromautobahn“ ist Dummschwätz, wie schon festgestellt
wurde.

in Deutschland heißt es ja, dass man das
verlustarm per Gleichstrom machen will. Auch die
Stromübertragung von Desertec, falls das zustande
kommt, soll per Gleichstrom erfolgen.

Ja so ist es.

Das verstehe ich nicht. Ich habe gelernt, dass der
Wettbewerb zwischen Edison (Gleichstrom) und
Westinghouse (Wechselstrom) durch letzteren u. a.
gerade deshalb gewonnen wurde, weil man
Wechselstrom mit wenig Aufwand auf hohe Spannungen
hochtransformieren kann,die sich dann verlustarm
über weite Strecken übertragen lassen, und dann :wieder mit wenig Aufwand
auf die erforderliche Spannung herunter transformiert :werden können.

Ja, so war das. Aber es war eine andere Zeit mit
völlig anderen Randbedingungen und andere
Größenordnungen als heute.

Technik ist eben nicht mit einem einfachen Rezept
für alle Zeiten geklärt.

Bisher geschieht das doch wohl auch so, die
Überlandleitungen heißen ja nicht zum Spaß :Hochspannungsleitungen.
Wieso ist plötzlich alles anders?

Es war auch schon immer anders.

Bei der Erzeugung von Elktroenergie hat man
am Generator zunächst rel. geringe Spannungen,
aber gewaltige Ströme.
Da der Spannungsabfall an Leitungen aber vom
Strom abhängig ist -> U = R/I , muß man möglichst
hohe Spannungen mit möglichst niedrigen Strom
übertragen.
Da ist es erst mal egal, ob man hohe Gleichspannung
oder hohe Wechselsp. nimmt.
Da man aber nur Wechselspannung technisch rel. leicht
transformieren kann, ist die Frage scheinbar klar
beantwortet.

Nun ist es aber s, dass man bei Wechselspannungen
auch Probleme und Verluste hat, die eben nur von
der Wechselspannung herrühren.
http://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungs-Gleichstr…

Ab bestimmten Leitungslängen und daraus resultierenden
sehr hohen Spannungen hat die Gleichspannung bei
der Überrtagung dann doch wieder Vorteile.

Wer hat wann entdeckt, dass Gleichstrom sich :verlustarmer transportieren lässt?

Jedes technische Verfahren hat Vorteile und Nachteile
und die praktische Umsetzung ist immer ein Kompromiss.
Das war zu Zeiten von Edison so und lange davor
auch schon.

Wieso ist das so und warum kommt man erst jetzt darauf?

Es ist schon länger bekannt, aber weil jetzt durch
geänderte Randbedingungen die alten Kompromisse nicht
mehr die besten sind, muß man neu nachdenken.

Früher standen die Kraftwerke in der Nähe der Verbrauche.
Bei Windräder in der Nordsee und großem Bedarf in
Süddeutschland ist diese Exposition nicht mehr gegeben.

Bei Strom aus der Sahara ist es noch viel extremer.
Eine techn. Lösung, die für Abstände unter 300km
völlig ok ist, muß für 5000km lange nicht gut sein.
Gruß Uwi

#4

Hallo,

in der gegenwärtigen Diskussion über die erforderlichen
Stromautobahnen in Deutschland heißt es ja, dass man das
verlustarm per Gleichstrom machen will. Auch die
Stromübertragung von Desertec, falls das zustande kommt, soll
per Gleichstrom erfolgen.

Das verstehe ich nicht. Ich habe gelernt, dass der Wettbewerb
zwischen Edison (Gleichstrom) und Westinghouse (Wechselstrom)
durch letzteren u. a. gerade deshalb gewonnen wurde, weil man
Wechselstrom mit wenig Aufwand auf hohe Spannungen
hochtransformieren kann, die sich dann verlustarm über weite
Strecken übertragen lassen,

Ja, so war das. Leistungshalbleiter haben die Situation aber drastisch geändert.

Bisher geschieht das doch wohl auch so, die Überlandleitungen
heißen ja nicht zum Spaß Hochspannungsleitungen.

Klar, weil die ganze Infrastruktur müsste erst geändert werden und das kostet. Ansonsten findest du heute kaum Trafos nur Schaltnetzteile wie in deinem PC. Das wir dann in großem Maßstab gemacht weil die Leistungshalbleiter in dieser Dimension heute schon vorhanden sind.

Die Hochspannungsleitungen weiterhin bleiben (obwohl schon was besseres auch gibt und pilotstrecken existieren) und noch wenige Verluste haben. Wechselstrom durchlauft ja von 0V bis Nennwert und unten ist der Verlust groß, der ist dann nicht mehr da, es wird weiterhin auch mit hoher Spannung übertragen und dann erst bei der Verbraucher heruntersetzt wie gewohnt aber natürlich nicht mit herkömmlichen Trafos (die Trafos haben ja auch relativ große Verluste).

Wieso ist plötzlich alles anders?

Nicht plötztlich leider:smile:

Wer hat wann entdeckt, dass Gleichstrom sich verlustarmer
transportieren lässt?

Das wusste man eh und je. Das Problem war die Umspannung, Trafos brauchen aber Wechselstrom.
Mann kann keinen Generator (sinnvoll) bauen der paar Hundert KV Gleichstrom oder mehr abgibt und wenn schon, dann was könntest du damit in der Küche anfangen?:smile:

Grüße
Carsten

Balázs

#5

Hallo Carsten,

Wieso ist plötzlich alles anders?
Wer hat wann entdeckt, dass Gleichstrom sich verlustarmer
transportieren lässt?
Wieso ist das so und warum kommt man erst jetzt darauf?

Gleichspannungsübertragungsleitungen werden schon seit 40-50 Jahren gebaut. Eine der ersten war eine Tansibirische.

Das Ganze hat einfah mit dem Stand der Technik zu tun. Man braucht Gleichrichter und Umrichter für die entsprechenden Spannungen, da gabs früer einfach keine Halbleiter dazu.

Anfangs gabs nur elektromechanische Lösungen um einen Frequenz-Umrichter zu bauen. Meist hat man einfach einen Motor mit einem Generator gekoppelt.
Heute macht man das elektronisch und ist in jeder modernen Waschmaschine eingebaut.

Es ist auch noh gar nicht so lange her, dass die Schaltstufen bei Strassenbahnen mit Vorwiderständen gemacht wurden, es gabt keine brauchbare Technik um mit den 600V, oder mehr, Gleichspannung und den Strömen, anders umzugehen.

Heute fährt auch die Bahn mit elektronischen Umrichtern.

MfG Peter(TOO)

#6

-> U = R/I ,

U = R * I

#7

Bisher geschieht das doch wohl auch so, die Überlandleitungen
heißen ja nicht zum Spaß Hochspannungsleitungen.

Hallo,

das Argument mit der hohen Spannung gilt für Gleich- und Wechselstrom in gleicher Weise. Bei Wechselstrom kommen aber noch Verluste durch das elektromagnetische Wechselfeld um die Leitungen dazu, die wirken sich aber erst bei grösseren Streckenlängen aus. Kurz und ohne Details: Edison und Zeitgenossen hatten die Technologie für Hochspannungs-Gleichstrom garnicht, und Leitungen im transkontinentalen Massstab gibt es bisher auch nur wenige, daher wird die Sache jetzt erst interessant.

Bisher waren Kraftwerke die „Quellen“ im Stromnetz, daher führen die geplanten Leitungen von den neuen Quellen (Windparks) zu den alten, nämlich Standorten von Kernkraftwerken - von da an nimmt man das vorhandene Netz.

Gruss Reinhard

#8

Hallo,
kleine Anmerkung zu Edison und Tesla’s Technologie:

Streckenlängen aus. Kurz und ohne Details: Edison und

Zeitgenossen hatten die Technologie für
Hochspannungs-Gleichstrom garnicht, und Leitungen im

1890 war der berühmte Stromkrieg (http://de.wikipedia.org/wiki/Stromkrieg) wo es darum ging ob Gleichspannung oder Wechselspannung für größere Entfernungen verwendet wird.

Bei diesem Streit zwischen Edisen und Tesla setzte sich Tesla mit der Wechselspannung durch.

Die Möglichkeit überhaupt echte Hochspannung zu erzeugen zeigte Tesla erst knapp 10 Jahre nach dem Stromkrieg (Tesla-Spule). Zu diesem Zeitpunkt hatte sich der Wechselstrom schon durchgesetzt und - wie schon beschrieben - war die ganze Hochspannungs(gleichstrom)technik natürlich noch in den Kinderschuhen.

LG,
Olli87

#9

Zusatzfrage
Hallo,

danke für die Antworten. Da man Gleichstrom aber nicht einfach hoch- oder runtertransformieren kann: Wie macht man das, ihn erst auf Hochspannung und dann auf Gebrauchsspannung zu bringen?

Grüße
Carsten

#10

guckst du…
Hallo auch,

http://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungs-Gleichstr…

Gruß Angus

#11

Hallo

Noch nicht gestagt wurde:
Verluste entstehen bei Wechselspannungsleitungen auch dadurch, das es den Nulldurchgang in der 50Hz Welle gibt.
In anderen Worten, es gibt Zeiten im Stromkabel, da fließt überhaupt kein Strom, und zu anderen Zeiten fließt ein maximaler.
Für diese ungleichmäßige Belastung ist Material notwendig, was schließlich auch etwas kostet.
Das betrifft auch die notwendige Größe der Isolatoren und zugeordneter Bauteile(Masten).

MfG
Matthias

#12

Liest du auch die Antworten?
Hallo,

Da man Gleichstrom aber nicht einfach hoch- oder runtertransformieren kann:

Man kann ja erst Wechselspannung hochtransformieren
und diese dann gleichrichten.

Wie macht man das, ihn erst auf Hochspannung und dann auf Gebrauchsspannung zu
bringen?

Den gleichen Link wie Angus habe ich unten auch schon
gesetzt. Liest du die Antworten nicht?
Gruß Uwi

#13

Hallo Uwi,

keine Sorge, natürlich lese ich die Antworten. :smile: Allerdings hatte ich den Link nur kurz geöffnet und flüchtig reingeguckt, weil ich nicht geahnt habe, das da weiter unten verschíedene Nebenaspekte der Problematik, darunter auch die von mir nachgeschobene Frage beantwortet wird.

Grüße
Carsten