Frage von NoTrolling, 10

Gibt es Unterschiede beim Wirkungsgrad in verschiedenen Spannungsebenen?

Ich versuche den Energieverlust bei Höchstspannungs-, Hochspannungs-, Mittelspannungs- und Niedrigspannungsleitungen zu berechnen. Ich habe gelesen, dass die Verlustleistung bei erhöhung der Spannung quadratisch abnimmt. wirkt sich das spürbar auf den Wirkungsgrad von 0,99 bei Freileitungen aus?

Antwort
von ulrich1919, 3

Die Verlustleistung ist abhängig von der Stromstärke, Leitungsmaterial, Querschnitt und Länge. Die Spannungsebene kommt darin nicht vor.

Die Regel, dass Verlustleistung bei Erhöhung der Spannung quadratisch abnimmt, stammt daher, dass bei gleicher Übertragungsleistung die Stromstärke umgekehrt proportional zur Spannung abnimmt.

Der Wirkungsgrad bei Freilungen 0,99 ist ein mittlerer Wert. Bei sehr langen Leitungen nimmt er ab. Erstens weil der Energieverlust  (Umwandlung in Wärme) proportional zur Länge ist und zweitens weil  die  ,,Kapazität" (Kondensatorwirkung) und damit der Blindstrom zunimmt.

Fazit: Je höher die Übertragungsleistung und je länger die Leitung; um so höhere Spannung soll man auswählen.

Kommentar von NoTrolling ,

Okay, ich rechne vereinfacht mit generell 0,99 pro 100km

Kommentar von ulrich1919 ,

Das wäre dann höchstens 0,98 für 200 km.

Antwort
von atoemlein, 3

Einen "Wirkungsgrad von Freileitungen" gibt es nicht.
Natürlich versucht man es eben zu optimieren:
Je länger die Leitung und je grösser die zu übertragende Leistung, desto höher wird die Spannung gewählt.

Verlustleistung P ist Widerstand R mal Strom I im Quadrat:
P = R * I^2.

Die Spannung spielt dann insofern eine Rolle, als sich die Stromstärke aus der Übertragungsleistung ergibt.

Ferner ist der Verlust wie geschrieben abhängig von Material, Leitungsdicke und -länge.

  • Wenn du bei konstanter Spannung die Übertragungsleistung verdoppelst, dann steigt die Verlustleistung auf das Vierfache
  • Und ja, wenn du bei konstanter Übertragungsleistung die Spannung verdoppelst, dann sinkt die Verlustleistung auf ein Viertel des vorherigen Werts.

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