Einteilung von Kraftwerkstypen und Schwankung des Stromverbrauchs

Um eine ständige Stromversorgung zu gewährleisten, sind unterschiedliche Kraftwerkstypen nötig. So sieht die Einteilung im Groben aus.

Seit der Erfindung der Elektrizität ist die Abhängigkeit der Menschen von ihr stets gestiegen. Eine stromlose Gesellschaft ist heutzutage zur Seltenheit geworden und die Bedeutung der Stromversorgung und Stromnetze nimmt weiterhin zu.Der Energieverbrauch steht in engem Zusammenhang mit der Bevölkerungszahl. Da diese in den letzten zwei Jahrhunderten aufgrund der verbesserten Lebensbedingungen und medizinischen Versorgung explodiert ist, ist auch der Primärenergiebedarf stark gestiegen. Außerdem ist vor allem in den Industriestaaten der Lebensstandard angehoben worden. Dies hat natürlich auch einen erhöhten Energieverbrauch zur Folge.

Der Stromverbrauch ist keineswegs konstant

Der Stromverbrauch ist nicht nur abhängig von Jahreszeit und Wochentag, sondern schwankt auch über den Tag hinweg stark. Die jahreszeitliche Varianz ist auf den Rhythmus von Tag und Nacht zurückzuführen. In den Wintermonaten wird aufgrund der kurzen Tage mehr Strom für Beleuchtung als im Sommer verbraucht. Der wöchentliche Verbrauch wird durch die Arbeitswelt bestimmt. Deshalb sinkt der Verbrauch am Wochenende, da die Produktion in vielen Industrien zurückgefahren wird. Der sogenannte Tagesgang beschreibt dagegen nur den Verlauf des Stromverbrauchs über eine Tag hinweg. Es gibt dabei eine Grundlast, die 24h Stunden das Verteilnetz belastet. Der Verbrauch steigt bis zur Mittagszeit stetig an und bricht am Nachmittag wieder ein. In der Abendzeit zwischen 18 und 20 Uhr steigt der Verbrauch wieder an, um anschließende auf den Wert der Grundlast zurückzugehen.

Einteilung der Kraftwerkstypen

Diese zeitliche Schwankung des Stromverbrauchs veranlasst die Stromversorger unterschiedliche Kraftwerkstypen einzusetzen. Um die Grundlast zu decken, werden heutzutage Laufwasserkraftwerke, welche die Fließenergie des Wassers nutzen, und Atomkraftwerke, die wegen der Problematik der Endlagerung umstritten sind, eingesetzt. Bei diesen zwei Typen wird der Dauerbetrieb gefahren, um möglichst wirtschaftlich Energie zu erzeugen. Bei einem AKW sind die Kosten für die Brennelemente entscheidend. Zu den Kraftwerkstypen für die Mittellast zählt man Stein- und Braunkohlekraftwerke. Hier wird durch Verfeuerung dieser beiden Primärenergieträger Strom mittels Dampfturbinen erzeugt. Vorteilhaft sind die relativ geringen Baukosten für neue Kraftwerke. Ein zunehmend großer Nachteil ist aber die Entwicklung der Brennstoffkosten und die Abhängigkeit von ausländischen Lieferanten. Obendrein wird durch den Tagebergbau die Umwelt in großen Gebieten zerstört.

Zur Deckung der Verbrauchsspitzen (Spitzenlast) werden Speicherkraftwerke und Öl- und Gaskraftwerke eingesetzt. Unter Speicherkraftwerken versteht man beispielsweise Pumpspeicherkraftwerke, welche mit überschüssigem Strom Wasser in Stauseen pumpen und bei Bedarf Wasser durch Turbinen abfließen lassen. Ein großer Vorteil dieser Typen ist der schnelle Hochlauf, der eine sofortige Reaktion auf den Verbrauch zulässt. Ziel des Zusammenspiels aller Kraftwerkstypen ist es zu jeder Zeit den momentanen Bedarf an Energie sicherzustellen und Stromausfälle auf ein Minimum zu reduzieren.

Welche Rolle spielen Photovoltaik und Windenergie?

Die viel diskutierte Photovoltaik, also die Gewinnung von Strom aus Sonnenenergie, ist dieser Einteilung nicht zuzuordnen. Die Photovoltaik, welche zurzeit etwa ein Prozent des Stroms bereitstellt, ist zu abhängig von der Witterung und deshalb sehr schlecht planbar. Nachts fällt die Photovoltaik grundsätzlich weg und tagsüber reicht bereits eine geringe Bewölkung aus, um den Strom aus den Photovoltaikmodulen zu minimieren oder sogar komplett auf null gehen zu lassen. Eine ähnliche Problematik gibt es bei Windkraftanlagen, welche zwar nicht an Tag und Nacht gebunden sind, aber bei Flaute auch keinen Strom liefern können.

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