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Elektrische Energietechnik - Technik.

Publié le 11/06/2013

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Elektrische Energietechnik - Technik. 1 EINLEITUNG Thyristor Thyristoren kommen in verschiedenen Formen und Größen in zahlreichen Bereichen zum Einsatz, so z. B. in dieser energietechnischen Anlage. Corbis Elektrische Energietechnik, Sammelbegriff für das Teilgebiet der Elektrotechnik, das sich u. a. mit der Erzeugung, Umwandlung und Verteilung von elektrischer Energie befasst. Dieser Zweig wurde früher auch als ,,Starkstromtechnik" bezeichnet. Die für die elektrische Energietechnik grundlegende Erscheinung ist die elektromagnetische Induktion; sie wurde 1831 vom englischen Physiker Michael Faraday entdeckt. Seitdem war man von den sich selbst verzehrenden galvanischen Batterien unabhängig und man konstruierte elektrische Maschinen, um mechanische Leistung in elektrische umzuwandeln. Die magneto-elektrischen Maschinen der ersten Epoche waren noch groß und unwirtschaftlich; erst nachdem 1866 Werner Siemens das dynamo-elektrische Prinzip entdeckte und anwandte, wurden die Stahlmagnete durch die wesentlich kleineren Elektromagnete ersetzt: Die sich nun selbst erregenden Dynamomaschinen gaben der ,,Starkstromtechnik" den nötigen Aufschwungsimpuls. Da aber die Orte der Erzeugung und des Verbrauchs nicht immer beieinanderlagen, musste zur Erhöhung des Übertragungswirkungsgrads auch die Übertragungsspannung gesteigert werden. Zwei grundlegende Feldversuche bewiesen die technische Machbarkeit: 1.) der Versuch mit Gleichspannung Miesbach-München 1882 und 2.) der Versuch mit dreiphasiger Wechselspannung Lauffen-Frankfurt 1891. Wechselspannung war erforderlich, um wirtschaftlich die statischen Geräte Transformatoren zur Hochspannungserzeugung zu betreiben - eine Erfindung der drei ungarischen Ingenieure Blathy, Dé...

« das Kleingewerbe zu entwickeln, da hierfür nur die teueren Batterien als Stromquellen verfügbar waren; auch war eine elektrische Kraftübertragung noch nicht möglich. 2.2 Die Anfänge der elektrischen Beleuchtung Die Entdeckung des dynamo-elektrischen Prinzips gab der damaligen Starkstromtechnik einen gewaltigen Auftrieb: Die Unabhängigkeit von Stahlmagneten ermöglichte jetztden Bau von wirtschaftlichen, leistungsfähigen Stromerzeugern. Im Vordergrund stand neben der Galvanotechnik vor allem die Beleuchtung durch Bogenlampen.

Wegen mangelhafter Regelung konnte zunächst nur eine Lampe an eineMaschine angeschlossen werden.

Das Betreiben mehrerer Bogenlampen – in der damals üblichen Reihenschaltung – durch eine Maschine (Problem der Teilung des Lichts)wurde schließlich kurz vor der Erfindung der Glühlampe gelöst. Mit der Glühlampe (um 1879-1880) kam eine andere Lichtquelle auf, und zu gleicher Zeit ging man zur Parallelschaltung der Verbraucher über.

Unter diesenVoraussetzungen entstand in New York schließlich die erste Zentralstation, die einen größeren Stadtbezirk mit Strom versorgte. Da der Elektromotor jetzt unter besseren Bedingungen betrieben werden konnte, widmete man der elektrischen Kraftübertragung mehr Aufmerksamkeit. 2.3 Die ersten Blockstationen und Stadtzentralen Mit dem elektrischen Glühlicht entstanden die ersten Elektrizitätswerke, die zunächst infolge der für Lampen als praktisch angesehenen Spannung von 110 Volt imSchwerpunkt des Versorgungsgebietes erbaut wurden.

Infolge der Entwicklung des Mehrleitersystems konnte man zwar ein größeres Gebiet mit Strom beliefern, aber immermußte das Kraftwerk möglichst im Mittelpunkt liegen. Gleichstrom war die in jeder Hinsicht bevorzugte Stromart, bot er doch die Möglichkeit, elektrische Energie in Akkumulatoren (elektrische Zelle: Sekundärelemente) zuspeichern.

Außerdem hatte man hierfür geeignete Motoren, die immer mehr beim Kleingewerbe an Bedeutung gewannen, und deren Aufstellung von den Elektrizitätswerkendurch Sondertarife begünstigt wurde, um Kraftwerke und Verteilungsanlagen auch am Tage ausnutzen zu können. Der Wechselstrom trat infolge der Erfindung der Transformatoren als Konkurrent auf: Die leichte Umwandelbarkeit der Spannung ermöglichte einerseits die Verlegung derKraftwerke an günstige Stellen (Deptford) und andererseits die Ausnutzung von außerhalb des Versorgungsgebiets liegenden Wasserkräften (Tivoli-Rom).

Es gab jedochnoch keine wirklich brauchbaren Wechselstrommotoren. Aus dem Kampf zwischen den beiden Stromsystemen, der seinen Höhepunkt in der „Londoner Transformatorenschlacht” (1888) hatte, ging schließlich ein drittes System alsSieger hervor, dessen Anfänge in die gleiche Zeit fallen: der Drehstrom. 2.4 Die Elektrizitätsversorgung durch Drehstrom Der Systemstreit zwischen Gleichstrom und Wechselstrom, zu denen sich nunmehr als dritter der Drehstrom gesellte, wurde schließlich auf der InternationalenElektrizitätsausstellung in Frankfurt am Main 1891 entschieden: Hier trat zum ersten Mal der Drehstrom als ernsthafter Konkurrent auf.

Für ihn sprachen, wie beimEinphasenwechselstrom, die leichte Transformierbarkeit und darüber hinaus der einfache, billige, betriebssichere Motor. Die erstmalige Übertragung elektrischer Energie von Lauffen am Neckar nach Frankfurt (über 175 Kilometer) ließen die Zukunftsmöglichkeiten des Drehstroms ahnen.

Wennauch weiterhin noch Gleich- und Wechselstromkraftwerke gebaut wurden, so drängte diese die Drehstromtechnik doch mehr und mehr zurück. Von der Versorgung einzelner Städte ging man über zur Versorgung einzelner Bezirke und schließlich ganzer Länder von besonders günstig gelegenen Kraftwerken aus, dienunmehr durch Drehstrom-Hochspannungsleitungen verbunden sind.

Immer größere Entfernungen wurden wirtschaftlich überbrückt; das bedingte naturnotwendig dieVerwendung immer höherer Spannungen, die mittlerweile auf rund 750 000 Volt angestiegen sind (Hochspannungs-Drehstrom-Übertragung, abgekürzt: HDÜ). In wirtschaftliche Konkurrenz dazu tritt bei Entfernungen über 600 Kilometer – ermöglicht durch die Erfindung des Thyristors – die Energieübertragung mit hochgespanntemGleichstrom (Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung, abgekürzt: HGÜ). In Ballungsgebieten wird der teure Platz durch metallgekapselte Schaltanlagen mit dem Isolier- und Schaltgas Schwefelhexafluorid (SF 6) besser ausgenutzt. Siehe auch Transformator; Weltenergieversorgung; Stromversorgungsnetze Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation.

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