Netzverlust

Eine Leitung für Elektrizität mit hoher Spannung

Der Übertragungsverlust, auch Netzverlust, ist die Differenz zwischen erzeugter elektrischer Leistung im Kraftwerk und der verbrauchten Leistung. Pro 100 km Netzlänge betragen die Übertragungsverluste bei den in Mitteleuropa üblichen Übertragungsspannungen etwa 6 % der Netzleistung. In Deutschland gehen durch Netzverluste rund 4 % der verbrauchten Energie im Stromnetz verloren.^[1] Sie entstehen hauptsächlich durch den Ohmschen Widerstand der Übertragungsleitungen. Der durch sie fließende Strom verursacht dabei eine Erwärmung der Leitungen. Daneben spielen für die Netzverluste auch die Verluste durch Koronaentladung eine Rolle.

Verringerung

Um die Übertragungswirkverluste möglichst gering zu halten, wird die Betriebsspannung möglichst hoch gewählt. Hierbei stehen zwei Dinge im Konflikt: Erhöhte Kosten für den Isolationsaufwand der technischen Anlagen und die reduzierten Betriebskosten aufgrund der verringerten Wirkverluste.

Bei der Übertragung durch Kabel hängt der Spannungsabfall über das Kabel linear vom fließenden Strom ab. Vernachlässigt man bei einer Leitung die Leiter-Erd-Kapazitäten und die Isolations- bzw Koronaverluste, so ist der Spannungsabfall gegeben durch $\bar{U}=\bar{Z}\cdot\bar{I}$. Zu beachten ist, dass es sich hierbei um komplexe Größen handelt. Da die von der Leitung aufgenommene Leistung aber das Produkt aus dem komplexen Spannungsabfall über der Leitung und dem konjugiert komplexen Strom durch die Leitung ist, ergeben sich sie Leitungsverluste zu $\bar{S}_V = \bar{U}\cdot\bar{I}^*$. Setzt man nun den Zusammenhang aus Spannungsabfall über der Leitung und dem Strom durch die Leitung ein, so ergibt sich für die aufgenommene Scheinleistung $\bar{S}_V=\bar{Z}\cdot\bar{I}\cdot\bar{I}^*=\bar{Z}\cdot I^2$. Diese ist hier die komplexe Scheinleistung, die durch die Leitung aufgenommen wird (unter Vernachlässigung der Kapazitäten und der Isolations- bzw. Koronaverluste). Um die von der Leitung aufgenommene Verlustwirkleistung zu berechnen, rechnet man den Realteil der komplexen Scheinleistung aus.

Quellen

1. ↑ Johannes Dasenbrock und Volker Nehrdich: Universität Kassel – Netzverluste. 25. Oktober 2007. Abgerufen am 01. August 2008. (PDF)