Warum liefern Kraftwerke keinen Gleichstrom?
Physik
6 Antworten
Bestimmt nicht,
weil die Geräte Wechselstrom benötigen...
wie hier shuebner22 vermutet. Fast alle alltäglichen Geräte im Haushalt ließen sich ohne weiteres mit Gleichstrom betreiben. Bei Bügeleisen z.B. müsste man für den Gleichstrombetrieb nur den Thermostatschalter etwas verschleißärmer bauen. Für die S-Bahnen in Berlin und Hamburg z.B. wird der Wechselstrom sogar mittels großer Anlagen extra gleichgerichtet. Auch sehr lange Hochspannungsfernübertragungsanlagen werden zur Verringerung der Leitungsverluste neuerdings mit Gleichstrom betrieben. Dazu braucht man an einem Ende einen riesigen Gleichrichter und am anderen Ende einen entsprechenden Wechselrichter. Bis in die 50er Jahre wurden auch einige Ortsnetze (z.B. Heidelberg) noch mit Gleichstrom betrieben.
Ein Betrieb des gesamten öffentlichen europäischen Verbundnetzes mit Gleichstrom würde allerdings wirtschaftlich keinen Sinn machen. Die elektrische Spannung wird für mittlere Übertragungsstrecken hochtransformiert auf bis zu 400 000 V und an den Verteilungsstellen wieder stufenweise auf 400 V heruntertransformiert. Und Transformationen sind nur mit Wechselstrom möglich. Die ständige Umformung von Gleich- und Wechselstrom an allen Umspannungsanlagen wäre nicht vertretbar. Außerdem bietet der Wechselstrom die Möglichkeit zur Verkettung von 3 Phasen zu "Dreiphasenwechselstrom", d.h. →Drehstrom. Damit lässt sich für größere Maschinen umstandslos ein Drehfeld erzeugen (→Drehstrommotor).
Deine Frage wurde übrigens in der Geschichte schon eifrig diskutiert: Zu Beginn der Industrialisierung entbrannte in den USA ein heftiger politischer Streit um die Frage, ob die Versorgungsnetze mit Gleich- oder Wechselstrom betrieben werden sollen. Seinerzeit ging es hauptsächlich um die Frage der unterschiedlichen Gefährdungsarten für Menschen (→Stromunfall). Der Streit wurde angeführt von den beiden zerstrittenen Erfindern und Industriellen →Edison und →Tesla. Tesla gewann den Streit, der ganze Bankenkonsortien ins Wanken brachte.
Das hat geschichtliche Gründe. Thomas A. Edison und Nicola Tesla stand im Wettbewerb, wer Amerika elektrifizeren dürfe. Edison setzte auf Gleichstrom und arbeitet mit ziemlich miesen Tricks, Tesla arbeitet mit Wechselstrom und gewann. Nachzulesen unter dem Stichwort "Stromkrieg Edison Tesla". Darüber gibt es viele Infos im web.
Der Gleichstrom bedeutete damals, dass die Kraftwerke in unmittelbarer Nähe zum Verbraucher hätten stehen müssen, während Tesla in der Lage war, seinen Wechselstrom über große Entfernungen zu transportieren. Deswegen fiel damals die Entscheidung zu Gunsten des Wechselstromes und basierend darauf wurde später die gesamte Welt mit Wechselstrom versorgt.
weil die Geräte Wechselstrom benötigen...
So ein Quatch. Hätten wir früher uns für Gleichstrom entschieden würde alles damit funktionieren. Es ist wie Interessierter sagt. Die Übertragung auf lange Strecken ist der Grund. Zudem vorallem in der Antriebstechnik (Motoren) Wechselstrom wesentlich effektiver ist.
Der Transport von Gleichstrom über Leitungen, die große Distanzen zu überbrücken haben, verschlingt Unmengen an Energie. Ausserdem müssten für die selbe Energiemenge viel größere Kabelquerschnitte verwendet werden, was zum einen gar nicht praktikabel und dazu sehr teuer wäre.
Alles in allem ist Wechselstrom deutlich effizienter und kostengünstiger zu haben, als Gleichstrom.
Gleichstrom ist nur bei kurzen Distanzen und in mobilen Geräten (z.B. Autos) sinnvoll.
Nach meiner Erinnerung wird das in Russland schon lange praktiziert mit den Supraleitern.
Das ist hier etwas missverständlich: Nicht die Übertragung von Gleichstrom ist so verlustreich (ganz im Gegenteil!), sondern die ständige Umtransformierung an den Verteilerstellen.
Neben dem, was Interessierter über die Leitungen schrieb kommt noch hinzu, dass Transformatoren von den Umspannwerken bis hin zu haushaltsüblichen Netzteilen am einfachsten mit Wechselstrom funktionieren, während sie für Gleichstrom jeweils einen Wechselstromrichter bräuchten, die je nach Qualität und Leistung entsprechend teuer wären.
Ist nicht mehr ganz Stand der Dinge....für die "Nord-Süd Stromautobahn" werden über Gleichspannungsleitungen, sogenannte HGÜ - Leitungen nachgedacht.
https://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungs-Gleichstrom-%C3%9Cbertragung
Das in kombination mit sogenannten Hochtemparatursupraleitern könnte sogar eine nahezu verlustfreien Stromtransport gewährleisten.