Von der Erzeugung bis zur Steckdose – eine Lesekarte der Energietechnik

Die Energietechnik verbindet Stromerzeugung mit -verteilung, Spannungswandlung und sich änderndem Bedarf. Dieser Leitfaden gibt Ihnen einen Überblick über die detaillierten Artikel der Website, bevor Sie sich mit einzelnen Maschinen befassen.

Vier zusammenhängende Bereiche

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Dies ist eine Lernsequenz und keine Aussage darüber, dass Strom immer nur in eine Richtung fließt. Verbraucher mit Solaranlagen oder Speichern können Strom ins Netz einspeisen. Die EIA-Netzübersicht erklärt die grundlegenden Funktionen von Erzeugung, Umspannwerken und Verteilungsnetzen.

kW und kWh unterscheiden

Eine konstante Last von 1 kW, die drei Stunden lang betrieben wird, verbraucht 3 kWh. Leistung beschreibt die momentane Rate; Energie akkumuliert diese Rate über die Zeit. Eine 10-kWh-Batterie liefert daher nicht unbedingt 10 kW. Lesen Sie die Leistungsgrenze und die nutzbare Energie separat.

Für eine beispielhafte Batterie mit 3 kWh nutzbarer Energie, einer Last von 1 kW und einem Wirkungsgrad von 90 % beträgt die Laufzeit 3 imes0.9/1=2.7 Stunden. Temperatur, Alterung, Zusatzverbraucher und Ladezustandsgrenzen beeinflussen dieses Ergebnis. Behalten Sie diese Annahmen im Hinterkopf, wenn Sie mit den Grundlagen der Batterietechnik (siehe Batteriegrundlagen) fortfahren.

Energieerzeugung durch Energieumwandlung

Thermische Kraftwerke (siehe [en/blog/posts/power-thermal.html]) und Kernkraftwerke (siehe [en/blog/posts/power-nuclear.html]) nutzen die Rotationsenergie der Wärme; Wasserkraftwerke (siehe [en/blog/posts/power-hydroelectric.html]) und Windkraftwerke (siehe [en/blog/posts/power-wind.html]) nutzen bewegte Flüssigkeiten; Solaranlagen (siehe [en/blog/posts/power-solar.html]) wandeln Licht in Gleichstrom um. Vergleichen Sie diese mit der Übersicht der Stromerzeugung. Trennen Sie die Energiequelle von der Maschine, die Strom erzeugt.

Warum mit höherer Spannung übertragen?

In einem vereinfachten Gleichstrommodell beträgt die ohmsche Verlustleistung P=VI und die ohmsche Verlustleistung I^2R . Bei gleicher Übertragungsleistung und gleichem Widerstand führt die zehnfache Spannung zu einem Zehntel des Stroms und einem Hundertstel der ohmschen Verluste. Dieses proportionale Beispiel berücksichtigt keine Blindleistung, Isolationsbeschränkungen und Transformatorverluste; es stellt keinen realen Übertragungsverlust in Prozent dar. Weiter zu Umspannwerke und Übertragung.

Ausgleich und Umwandlung verbinden

Speicher verschieben Energie zeitlich und mit Verlusten; sie schaffen keine unbegrenzte Versorgung. Die EIA-Speichererklärung bietet weitere Informationen.

Überprüfen Sie Ihr Verständnis

Wenn die Nennleistung einer Solaranlage den Spitzenlastbedarf eines Hauses übersteigt, kann sie das Haus dann den ganzen Tag ohne Speicher versorgen? Die Nennleistung allein berücksichtigt weder nächtliche noch wetterbedingte Schwankungen. Kehren Sie zur Übersicht des Stromversorgungssystems zurück und zeichnen Sie Erzeugung, Leitungen, Umrichter, Lasten und Speicher in einem Diagramm ein.

Im Browser-Lab zur Frequenzantwort lässt sich eine synthetische Laständerung untersuchen, im Browser-Lab zu Leistung und Energie die Integration synthetischer Leistungswerte. Keines der Experimente misst ein reales Netz oder Gerät.