Blackout

Die Leute stellen sich den Blackout vor wie eine durchgebrannte Sicherung. Licht aus. Ersatzsicherungen suchen. Sicherungskasten öffnen und Sicherung ersetzen. Bzw. den Kippschalter wieder einschalten.

Aber so einfach wird das nicht. Einen größeren Netzverbund wieder einzuschalten ist eine größere Sache. Sicherlich muss man hier Fehlerabschaltungen vom Frequenz- oder Unterspannungsschutz unterscheiden. Aber aufwendig wäre es schon.

Vor dem Wiedereinschalten muss man die Störungsursachen isolieren bzw. beseitigen. Stehende Kurzschlüsse muss man korrigieren. Eingeschaltete Schalten muss man ausschalten oder ihren Netzabschnitt -oder das gesamte Teilnetz- von der darüber liegenden Spannungsebene trennen.

Und dann sukzessive eine stabile Spannung aufbauen. Erst dann wieder Lasten einzuschalten.

Warum erzähle ich das? Weil größere Blackouts nicht nur lästig sind. Sondern auch, je länger sie dauern, Unruhen und Unsicherheit auslösen. Sollte der Wiederaufbau nicht binnen weniger Tage gelingen, und passiert es ausgerechnet im Winter, kann es für die Regierung schnell ungemütlich werden.

Man sollte heute keinen Putsch planen, in dem nicht auch ein Blackout eine Rolle spielt.

Der beste Aprilscherz kam vom Staatssekretär Umwelt

Jochen Flasbarth hat Politologie studiert und ging danach zum NABU. Über Wuppertalinstitut und ZDF Beirat schaffte er es als Staatssekretär ins Bundesumweltministerium. Dort erfand er die elektrische Energieversorgung von Grund auf neu. Z. B. gibt es künftig keine Grundlast mehr. Sondern Speicher und "Lastmanagement" - so nenne man künftig sicher die Lastabwürfe oder Blackouts wenn weder die Sonne scheint noch ein Wind weht...

Hier geht es zum Lebenslauf des deutschen Erfinders aus der Bundesverwaltung:
Lebenslauf Jochen Flasbarth

Wie unterscheidet man Uran-Zentrifugen für Waffen und Kraftwerke?

Unser Werkstoffkundeprof an der Uni Dortmund hatte Anfang der Neunziger kein Problem damit, Skizzen von Atombomben an sein Vorlesungsskript über "Radioaktivität" zu hängen. Auf Nachfrage sagte er: Bei der Atombombe sei nicht die Konstruktion das Problem, sondern das hochangereicherte Uran zu bekommen.
Da war gerade die Mauer gefallen und islamistischer Terror war noch weit weg.

Trotzdem hatte er wohl im Grunde recht. Es ist schon aufwendig genug, das natürliche Uran so "anzureichern", dass man es für einen Kraftwerksreaktor nutzen kann. Man schleudert das Uran in Zentrifugen so lange im Kreis, bis sich die Uranisotope gemäß ihrer Gewichte verteilt haben. Dann greift man die schweren ab und verarbeitet sie weiter. Man braucht einen Anteil von 5 bis 10 Prozent der schweren Uranisotope im Kernbrennstoff für eine kontrollierbare Kettenreaktion.
Für eine typische Atombombe, die über Raketen ans Ziel gebracht und in hunderten Metern Höhe gezündet wird, braucht man mindestens auf 80 Prozent angereichertes Uran.

Wie erkennt ein Kontrolleur der Atomenergiebehörde nun, ob eine Anreicherungsanlage für Kraftwerke oder Bomben genutzt wird? Zu allererst an ihren Dimensionen. Anlagen für Bomben sind wesentlich kleiner, weil man weniger Menge braucht. Sie muss ja nur einmal zünden, ein Kraftwerk wird auf Dauer betrieben und braucht ständig Nachschub.
Allerdings kann ein Betreiber eine kleine Anlage auch damit rechtfertigen, dass er nur Forschung betreibe. Wer über Luftaufklärung herausfinden will, ob der Iran Waffen- oder Kraftwerksuran anreichert, kann zu Fehlurteilen gelangen. Man muss die Anlagen selbst beurteilen und natürlich das Uran, das mit ihnen produziert wurde.

Dazu müsste der Iran die IAEA Kontrolleure ins Land, in die Anlagen lassen. Damit aber würde er bekannt geben, wo er seine Anlage betreibt. Das will er seinen "Feinden" nicht sagen, weil er dann gezielte Angriffe fürchtet. Außerdem besteht für die IAEA das Risiko, dass ihm nur Showrooms gezeigt werden.

Das zweite Unterscheidungsmerkmal sind die Durchmesser der Zentrifugen. Je höher die Anrricherung, desto größer muss der Durchmesser sein.

Power Quality steht vor einer Aufwertung

Für viele Branchen sind die nicht gelieferten Kilowattstunden Strom die teuersten. Wenn wegen Leistungsdefiziten, Unterfrequenzen oder Unterspannungen Produktionsstraßen, Kommunikationsnetze, Rechenzentren oder Fernsehsender ausfallen, entstehen schnell große Kosten und geraten Termine durcheinander.

Wenn regenerative Stromquellen künftig mehr Gewicht bekommen, steigt der Anteil von Wechselrichtern gegenüber Drehstromgeneratoren an den Einspeisesammelschienen.

Das Netz bekommt mehr Pulslast, mehr Oberschwingungen, und weniger "starke Hände", die als Frequenzreferenz für die Frequenzregelung dienen. Das wird eine Herausforderung für Elektroingenieure.

Und eine gute Konjunktur für die Hersteller von Mitteln, mit denen man sich gegen fehlende Power Quality schützen kann: Batteriepuffer, Netzfilter und bessere Wechselrichter.

Vor zehn Jahren: Power Quality wurde Dienstleistung

RWE Energie war vor fünfzehn Jahren der erste deutsche Energieversorger, der mit Netzrückwirkungen nicht nur irgendwie zurande kommen wollte, sondern den Ehrgeiz entwickelte, daraus einen Mehrwert zu entwickeln.

Ich war noch Werkstudent, als ich zur Hauptabteilung Elektrotechnik stieß. Eine Hochburg von elektrotechnischem Knowhow, das lange Jahre nur für den Fall des Falles gepflegt wurde. Doch Mitte der Neunziger Jahre häuften sich immer schwierigere Probleme in Kundeninstallationen, auf die die Regionalversorgungen vor Ort keine Antwort fanden.

Gepulste Stromrichterantriebe sorgten für immer mehr "Netzverschmutzungen" wie Oberschwingungen, Spannungsspitzen oder Spannungseinbrüche. Gleichzeitig stieg die Anzahl sensibler Geräte, die gerade auf solche Netzrückwirkungen verschnupft reagierten. Unter ungünstigen Bedingungen konnte ein schwerer Antrieb beim Hochlauf die Netzspannung so tief runterziehen, dass der ihn steuernde Rechner ausstieg. Von einem Automobilhersteller wussten wir, dass die Vielzahl von Servoantrieben am Band die Robotersteuerungen abstürzen ließen. Und in Hotels, die soeben alle Zimmer auf Energiesparlampen umgestellt hatten, funktionierte abends kein PC mehr.

Aber nicht nur innerhalb einzelner Kundenanlagen häuften sich die Probleme. Aus Energieversorgersicht summierten sich die Probleme mehrerer Kunden im Netz. Pulslasten bzw. Oberschwingungsleistungen im MW-Bereich in Mittelspannungsnetzen waren keine Seltenheit mehr. Z.B. in der Nähe von Windkraftanlagen.

Große Netzbetreiber konnten dieser Entwicklung also nicht mehr tatenlos zusehen. Denn die Probleme störten nicht nur die Kunden. Auch die Netzkapazitäten wurden von diesen Effekten ausgelastet, ohne dass es einen Wert für den Energieversorger gehabt hätte. Es musste also etwas unternommen werden.

Die Hauptabteilung entwickelte eine Lösung, die den Netzrückwirkungen sozusagen mit ihren eigenen Waffen beikommen wollte: Stromrichter mit schnellen Prozessoren sollten die u(t)-Kurven aller drei Drehstromphasen im Millisekundenbereich messen und "in Form biegen".

Unter dem Aktenzeichen EP 727859 wurde der "Powerconditioner" zum Patent angemeldet.



Würde solch ein Powerconditioner die Spannungsqualität wieder herstellen können, würde sowohl für den Netzbetreiber als auch den Kunden hoher Nutzen entstehen. Denn für Power Quality Kunden gilt: Die nicht gelieferten Kilowattstunden sind die teuersten.

Ich schrieb zu dieser Zeit meine Diplomarbeit.

Der einsetzende Boom von Telekommunikation und IT sorgte für immer größeren Bedarf an Power Quality. Rechenzentren haben sehr hohen Energiebedarf und leisten hohe Wertschöpfung. Unternehmen wie Börsenplätze, Kreditkartenunternehmen, Onlineshops etc. machen hohe Umsätze pro Minute. Energiebedingte Ausfälle wären hier ärgerlich und teuer. Solche Kunden achteten nicht nur auf ihren Kilowattstundenpreis, sondern auch auf hohe Zuverlässigkeit. Was könnte näher liegen, als sich hier zu positionieren?

Eine Aufgabe dabei war jedoch organisatorischer Natur: Wie sollten wir das "geballte Expertenwissen" über Power Quality und Powerconditioner den vielen Regionalversorgungen und einzelnen Kunden verfügbar machen?



Und hier hatte ich dann eine Idee: Ohnehin vom Internetboom infiziert las ich alles, was mir zu den neuen Möglichkeiten der Onlinekommunikation in die Finger kam. U.a. auch das Buch "Net Gain" über Online Communities. Und so kam mir die Idee, solch eine "Community of practice" zu organisieren. Eine Plattform, auf der sich sowohl die Experten mit ihrem theoretischem Wissen, als auch die Betriebstechniker vor Ort mit ihrem praktischen Wissen und die Kunden mit ihrem Problemwissen auf einer Onlineplattform treffen und ihr Wissen austauschen.

Diese Idee reichte ich im Herbst 1999 beim ersten konzernweiten Geschäftsideenwettbewerb ein. Im Dezember erfuhr ich, dass ich damit den zweiten Platz gewonnen hatte. Und am 20. Januar 2000 war auf der Konzerntagung die Auszeichnung durch den damaligen Vorstandsvorsitzenden Dr. Dietmar Kuhnt. Das ist nun genau zehn Jahre her. Kinder, wie die Zeit vergeht...

iPhone goes Powermanagement / Smart Grid

Haben wir nicht gestern erst gelesen, dass Google in den US-Strommarkt einsteigen will? Hier nun die Reaktion von Apple:

Apple hat Haushaltscomputer als Quelle für Stromverschwendung entdeckt: Viele User lassen ihren PC den ganzen Tag im Leerlauf, nur um an seinen USB-Ports mobile Geräte aufzuladen.

Apple analysiert nun die Prozesse, die der PC (bzw. iMac!) ausführt und prüft, ob deren Energieverbräuche innerhalb der genehmigten Kostenrahmen liegen. Dabei werden die Kosten gemäß dem dann geltenden Tarif berechnet. Hierzu kann eine Verbindung zum Energieversorger hergestellt werden. Womit wir im Hypethema "Smart Grid" wären.





Schon vor zehn Jahren war uns bei RWE klar, dass IT und Telekommunikation die kommenden Energieverbaucher sind. Ich hatte mal ausgerechnet, dass eine Bestellung bei amazon 300g Kohle verbraucht ;-) Es ist keine triviale Aufgabe, einen Standort für ein Rechenzentrum zu finden, an dem gleichermaßen der Bedarf an elektrischer Leistung und Bandbreite gedeckt werden kann.

Aber auch im kleinen Maßstab, im Haushalt, spielen der permanent laufende Rechner und WLAN Router inzwischen eine Rolle. Apple will die Energiekosten einzelner Rechnerkomponenten und -prozesse zum Maßstab dafür machen, ob oder wann diese ablaufen können. Beispiele sind:
- Der Download eines Films über iTunes
- Ladeprozesse für Mobilgeräte wie iPod und iPhone.
- Druckaufträge
- Netzwerkrouter

Das senkt die Energiekosten des Users, auch wenn es hier jeweils nur um kleine elektrische Leistungen geht. Aber aufs Jahr hochgerechnet kommt einiges zusammen. Multipliziert man diese Methode millionenfach, wird es auch für den Energieversorger interessant, weil er seine zu produzierende Leistung "glätten" kann. Das senkt seine Energiegestehungskosten.

Patentaktenzeichen: US 020100010857 A1
Gefunden über: areamobile.de

CO2 Einzelmaßnahmen im Auto

Ich habe aus verschiedenen Quellen (u.a. VDI und dem neuen Magazin ecomobil) mal das Kleinvieh zusammengetragen, das in Summe ganz schön viel CO2-Mist einsparen kann:

Eine Person mit 100kg mehr oder weniger an Bord: nur 0,3 Liter/100km (dies ist ein Plädoyer, für möglichst viele Personen an Bord!)
10% Luftwiderstand: 0,15 Liter/100km
Klimaanlage bei 35°C: 1 Liter/100km = 23,6 g CO2 (!)
Reifenrollwiderstand bei 120km/h: 2 Liter, Einsparpotenzial durch Leichtlaufräder: 1% = 2g CO2/km

Benzinverbrauch zu CO2 Ausstoß: 1l/100km = 23,6 g CO2/km Diesel: 26,5 g

Präzisere (direkte) Kraftstoffeinspritzung: 30% CO2 Einsparung
Getriebeverluste beim Gangwechsel: 2%

Energiemanagement im Bordnetz: 16% CO2 durch niedrige Standby Verbräuche bzw. Regelung
100 W elektr. (Heckscheibenheizung 500W, Sitzheizung 150 W, Fernlicht, Stereoanlage): 0,1 Liter
1g CO2/km = 40 W el.
- Licht: 1%,
- Infotainment: 1%,
- EPS: 3%,
- Benzinpumpe 1%, wasserpumpe 3%
- Effizienter generator 6%,
- effizienter (pulsweitenmodulierte Ansteuerung) Lüfter: -80W, -1,9g co2/km

Hybridisierung:
- Start-Stop: 5-15%,
- Mildhybrid: 20%,
- Fullhybrid 30%

Ersatz von hydraulischen durch elektrische Anwendungen

CO2 Maßnahmen: Direkteinspritzung

Eine verblüffend große Wirkung auf die CO2 Emissionen hat die direkte Benzineinspritzung. "Direkt" heißt: direkt in den Brennraum statt in den Ansaugtrakt kurz vor den Ventilen. Die Benzinmenge lässt sich so noch präziser zumessen. Im Ergebnis steigt bei gleicher Geometrie die Leistung und der Verbrauch sinkt. Der Effekt liegt bei rund 30% Kraftstoffeinsparung, gemessen an der gesteigerten Leistung.

Der neue Porsche 911 kommt so -zusammen mit dem neuen Doppelkupplungsgetriebe und Traktionssmanagement- auf einen Verbrauch von knapp über 10 Litern/100km - bei immerhin 385 PS. Das ist ein sensationell niedriger Wert, finde ich.

CO2 Maßnahmen: Energiemanagement

Das CO2-Bashing der deutschen Automobilhersteller ist gerade wieder mal im vollen Gange. Dabei wird gerne übersehen, dass nicht nur die reine Motorleistung für die Gesamtemissionen von CO2 verantwortlich sind. Man kann auch durch die Einführung von Energiemanagementmethoden, wie sie in anderen Installation längst gängig sind, erheblich elektrische Energie und damit CO2 Einsparen. Auch hier gilt wieder: Kleinvieh macht viel Mist:

Einsparpotenziale durch Austausch alt gegen neu, bezogen auf den Gesamtverbrauch des Autos:
Licht: 1% (LED hinten und vorne),
Infotainment: 1% (Standby- bzw. Sleepschaltung von Display und Steuergerät),
EPS (Stabilitätssteuerung): 3%,
Geregelte Benzinpumpe 1%,
Geregelte Wasserpumpe 3%,
Effizienter Generator ("Lichtmaschine") 6%,
Geregelter (PWM) Lüfter: 5%

Macht in Summe: 20%