Wie die Netzebenen Strom zu dir transportieren
Vermutlich ist dir bewusst, dass du deinen Fernseher nicht direkt an ein Offshore-Windkraftwerk in der Nordsee anschließen kannst? Im Stromnetz in Deutschland gibt es nämlich verschiedene Netzebenen, die Strom mit unterschiedlicher Spannung transportieren. Welche das sind und was jede einzelne Netzebene ausmacht, erfährst du hier.
Das Wesentliche in Kürze
Deutsche Netzebenen: Das deutsche Stromnetz ist in vier Netzebenen unterteilt: Höchstspannung, Hochspannung, Mittelspannung und Niederspannung.
Effiziente Stromversorgung: Das Zusammenspiel der Netzebenen stellt sicher, dass der Strom möglichst effizient (also ohne große Verluste) durch das ganze Land und sogar in unsere Nachbarländer fließen kann.
Netzebene für Haushaltsstrom: Dein Haushaltsstrom bewegt sich im Niederspannungsbereich. Unter Umständen kommt er von sehr weit her. Für einen verlustarmen Transport wird Strom zwischen den unterschiedlichen Netzebenen transformiert, das bedeutet, seine Spannung wird angepasst.
Transformation von Strom: Diese Transformation übernehmen große Umspannwerke, die zwischen die unterschiedlichen Netzebenen geschaltet sind. In der Regel transformieren sie Strom von einer höheren auf eine niedrigere Spannungsebene – so kann es also indirekt doch sein, dass dein Fernseher mit Wind von der Nordsee gespeist wird.
Welche Netzebenen gibt es in Deutschland?
Das Stromnetz in Deutschland ist in vier Netzebenen unterteilt:
1. Höchstspannung
2. Hochspannung
3. Mittelspannung
4. Niederspannung
Die größten Stromerzeuger sind an das Höchstspannungsnetz angeschlossen. Von dort aus kann der Strom schrittweise mithilfe von Umspannwerken in das Hochspannungs-, Mittelspannungs- und Niederspannungsnetz geleitet werden. Es gibt aber auch kleinere Stromerzeuger, die direkt in das Hochspannungsnetz einspeisen.
Die Netzebenen werden anhand ihrer Spannungsebenen unterschieden und benannt. Die höchste Spannung findest du also, wie der Name verrät, im Höchstspannungsnetz. Bisweilen ist auch von sieben Netzebenen die Rede. Das liegt daran, dass manchmal auch die Ebenen mitgezählt werden, auf denen der Strom in Umspannwerken transformiert wird.
Unterschieden wird außerdem zwischen dem Übertragungsnetz und dem Verteilnetz. In Deutschland ist die Netzebene 1 (also Höchstspannung) das Übertragungsnetz. Es hat die Aufgabe, Strom über weite Strecken zu „übertragen“, also zu transportieren. Die restlichen Ebenen gehören zum Verteilnetz. Auch hier steckt die Bedeutung schon im Namen: Die Verteilnetze verteilen den Strom regional weiter, bis er in deiner Steckdose ankommt.
Warum brauchen wir verschiedene Netzebenen?
Strom wird meist nicht dort produziert, wo er gebraucht wird – es sei denn, du hast eine Photovoltaik-Anlage auf deinem Dach. Auch dann wirst du aber hin und wieder Strom zukaufen müssen. Wenn du auf erneuerbare Energien setzt, möchtest du vielleicht sauberen Ökostrom kaufen, der etwa aus einem Offshore-Windpark in der Nordsee stammt. Andere große Erzeuger sind z. B. die traditionellen Kohle- und Gaskraftwerke.
Bis der Strom schließlich in deinem Haushalt landet, hat er mitunter eine lange Reise hinter sich. Damit beim Transport über weite Strecken möglichst wenig Strom verloren geht, ist eine hohe Spannung nötig – daher die Einspeisung in das Höchstspannungsnetz, dann ins Hoch-, Mittel- und Niederspannungsnetz. Die regionalen Verteilnetze kommen mit geringerer Spannung aus, weil die Transportwege nicht so weit sind.
Die Unterteilung in unterschiedliche Netzebenen hat gleich mehrere Vorteile:
Die Stromverluste werden möglichst gering gehalten.
Verschiedene Verbraucher (etwa die Industrie) bekommen Strom mit der Spannung zur Verfügung gestellt, die sie benötigen.
Störungen einer Netzebene betreffen nicht zwingend sofort das ganze Stromnetz.
Die unterschiedlichen Netzebenen sind für verschiedene Zwecke optimiert und damit effizienter.
Ganz ähnlich funktioniert übrigens auch der Transport von Gas. Auch hier gibt es unterschiedliche Netzebenen: das Hochdrucknetz, das Mitteldruck- und das Niederdrucknetz. Wie beim Strom wird die Hochdruckebene für den Transport über weite Strecken genutzt, während das restliche Netz sicherstellt, dass du in deinem Zuhause Zugang zu Gas hast.
Schauen wir uns jetzt an, was genau die Netzebenen für Strom ausmacht.
Netzebene 1: Höchstspannung – die Autobahn des Stromnetzes
In Deutschland kümmern sich vier große Netzbetreiber um die erste Netzebene, das sogenannte Übertragungsnetz. Sie heißen:
50 Hertz
Amprion
TenneT
TransnetBW
Diese Netzebene arbeitet mit Höchstspannung im Bereich 220 bzw. 380 Kilovolt (kV). Beim Netzausbau setzt man heute auf 380 kV, ältere Netze arbeiten aber weiterhin mit 220 kV. Zum Vergleich: Die normale Spannung im Haushalt beträgt 230 Volt. Selbst die älteren Netze arbeiten also fast mit der tausendfachen Spannung (100 Kilovolt = 100.000 Volt).
Du kannst dir diese Netzebene vorstellen wie das Autobahnnetz: Auf großen „Straßen“ wird hier Energie über weite Strecken transportiert – quer durch Deutschland, wenn es nötig ist. Und das ist immer häufiger der Fall, denn gerade im Norden Deutschlands entstehen große Windparks, mit deren Strom unter anderem auch die Industrie in Süddeutschland versorgt wird. Es gibt aber auch große Kohle- und Wasserkraftwerke, die in diese Netzebene einspeisen.
Ist der Strom in der richtigen Region angekommen, wird er mithilfe von Umspannwerken so transformiert, dass er in die Verteilnetze (die anderen Netzebenen) geleitet werden kann. Außerdem ist die Höchstspannungsebene über Grenzkuppelstellen mit den Übertragungsnetzen unserer Nachbarländer verbunden – und damit wichtig für den Stromhandel in ganz Europa.
Netzebene 2: Hochspannung – Landstraßen für den Strom
Um beim Straßenbild zu bleiben: Der Strom verlässt nun die Netzebene der Höchstspannung und gelangt über ein Umspannwerk auf die Hochspannungsebene. Das entspricht einer Landstraße: Hier lassen sich immer noch weite Strecken überbrücken, aber durchs gesamte Land würdest du auf Landstraßen eher nicht fahren.
Wir befinden uns jetzt im sogenannten Verteilnetz, in dem der Strom regional verteilt wird. Auf dieser Netzebene ist der Strom bei einer Spannung von 110 kV unterwegs. Hier speisen mittelgroße Kraftwerke ein – versorgt wird hauptsächlich die Großindustrie, aber auch die Deutsche Bahn. Bevor du Strom für dein abendliches Fernsehprogramm bekommst, sind also weitere Umwandlungen nötig.
Netzebene 3: Mittelspannung – die Hauptstraßen
Wir sind nun bildlich gesprochen in einem städtischen Umfeld angekommen – auf den Hauptstraßen gelangst du in die Nähe der meisten Orte. Mittelspannungsnetze versorgen Städte, ländliche Regionen oder einfach bestimmte kleinere Gebiete mit Strom.
Das Netz arbeitet mit einer Spannung von 10 bis 30 kV – immer noch zu viel für deinen Fernseher. Stattdessen profitieren hauptsächlich industrielle Verbraucher vom Strom auf dieser Ebene. Eingespeist wird ebenfalls fleißig, zum Beispiel von Solar- und Windparks.
Netzebene 4: Niederspannung – der Weg zu deinem Haushalt
Jetzt bist du an der Reihe! Das Netz mit Niederspannung sichert die Stromversorgung privater Haushalte und kleiner Gewerbebetriebe. Die Spannung liegt bei 230 bzw. 400 Volt. Mit den 230 Volt bist du sicher vertraut – die meisten Geräte im Haushalt laufen damit. Leistungsstärkere Maschinen, gerade im Gewerbebereich, benötigen eine Spannung von 400 Volt.
Um bei unserer Metapher zu bleiben: Auf dieser Netzebene wird Strom über kleine Straßen und Zuwege direkt in die einzelnen Haushalte und Firmen transportiert. Da die Wege kurz und die Strommengen gering sind, ist auf dieser Netzebene nur noch eine geringe Spannung nötig.
Wie sieht die Stromversorgung der Zukunft aus?
Große zentrale Kraftwerke, die ganz Deutschland mit Strom versorgen – das war gestern. Dank erneuerbarer Energien wird immer mehr Strom dezentral produziert. Überall in Deutschland finden sich schon heute Solarparks und Solaranlagen auf Parkplatz-, Gebäude- und privaten Hausdächern. Tendenz steigend.
Das bringt neue Herausforderungen für das Netz mit sich, zumal der Strombedarf auch in Zukunft mit großer Wahrscheinlichkeit steigen wird. Der Ausbau hat bereits begonnen und führt eine neue Spannungsebene ein: Sogenannte Höchstspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen (HGÜ) können Strom mit einer Spannung von 525 kV transportieren, was noch geringere Verluste bedeutet. Ein solches Projekt ist etwa der SuedOstLink, der 540 Kilometer von Wolmirstedt bei Magdeburg bis Isar bei Landshut überbrückt.
Auch Smart Grids werden vermutlich die Zukunft dominieren. Das sind Netze, deren Energieflüsse in Echtzeit intelligent gesteuert werden können. Voraussetzung dafür ist, dass alle Akteure (also Stromerzeuger, Stromverbraucher, aber u. a. auch Stromspeicher) miteinander kommunizieren können. Dafür ist der bundesweite Einbau von Smart Metern geplant.
So wirst du Teil der Stromversorgung der Zukunft
Die Energiewende kommt, keine Frage: Der Anteil an Strom aus erneuerbaren Energien steigt von Jahr zu Jahr und soll bis 2030 in Deutschland mindestens 80 Prozent des Bruttostromverbrauchs ausmachen. Mit einer Photovoltaik-Anlage bist du schon heute mittendrin: Du sicherst dir über Jahrzehnte den günstigsten und saubersten Strom und unterstützt die Energiewende. Gemeinsam mit dir erreichen wir unsere 1KOMMA5° Ziele – unter anderem, die Kraft aus 22 Kernkraftwerken durch Energie aus Sonne und Wind zu ersetzen.