Wie bekomme ich zuhause Strom?

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Hast Du Dich schon mal gefragt, wie der Strom zu Dir nach Hause kommt? Oder wie Du noch Strom bekommen kannst, wenn Du nicht mehr an das Stromnetz angeschlossen bist? Es gibt viele Möglichkeiten Du zuhause selbst Strom erzeugen kannst. In diesem Artikel zeigen wie, wie das mit dem Stromnetz und der Stromverteilung funktioniert.

4 Quellen der AC-Stromversorgung zu Hause

Das Stromnetz

Als erstes werfen wir einen Blick auf das Stromnetz. Hierbei handelt es sich nicht im eine Variante selbst Strom erzeugen zu können, sondern darum Strom zuhause zu erhalten.

Grundsätzlich wird bei der Versorgung von Haushalten aufgrund der einfachen Übertragung und der geringen Kosten und der einfachen Umwandlung in Gleichstrom Wechselstrom gegenüber Gleichstrom bevorzugt. Hast Du Dich jemals gefragt, wie dieses ganze Stromverteilungssystem funktioniert? Nein?

Lasst uns einen kurzen Überblick über das gesamte System bekommen.

Das Strom-Verteilungsnetzwerk vom Erzeuger bis zum Verbraucher.

Das klassische Strom-Verteilungsnetzwerk.

Das Basis-Stromverteilungsnetz besteht aus den folgenden Teilabschnitten:

  • Kraftwerk: Das Kraftwerk ist der Ort, an dem der 3-Phasen-Wechselstrom erzeugt wird. Der Grund für die Verwendung von 3 Phasen beim Strom erzeugen ist, dass alle Phasenströme dazu tendieren, sich gegenseitig aufzuheben, wodurch eine ausgeglichene Last beibehalten wird und ein rotierendes Magnetfeld erzeugt werden kann, das für Elektromotoren verwendet wird. Das Kraftwerk besteht in der Regel aus Dampfturbinengeneratoren, die mit Dampf arbeiten, der durch die Verbrennung von Kohle, Öl und Erdgas oder aus Kernkraftwerken gewonnen wird. Der von den Generatoren erzeugte Wechselstrom wird mit Hilfe großer Aufwärtstransformatoren in eine Hochspannung von etwa 155KV umgewandelt.
  • Umspannwerke: Der erzeugte Strom mit einer Hochspannung von 155KV gelangt in die Umspannwerke, die aus Abwärtstransformatoren, Leistungsschaltern und Steuergeräten bestehen und wandelt die Hochspannungs-Wechselstromleistung in Niederspannungs-Wechselstromleistung von 60kV um, die in die Übertragungskreise zur Energieverteilungseinheit eingespeist wird.
  • Übertragungseinheit: Die Übertragungseinheit besteht aus je einem 3-Leiter-Mast, der jeweils eine Phase trägt, sowie aus einem vierten Leiter, der als Erdung zum Schutz vor Blitzschlag dient. Normalerweise beträgt die Übertragungsentfernung etwa 400 km.
  • Verteilungsnetz: Es besteht aus Abwärtstransformatoren, die die eingehende Hochspannungs-Wechselstromversorgung von 60kV in 12kV umwandeln, und Verteilungsbussen zur Übertragung der Wechselstromleistung.
  • Übertragungseinheiten zum Haus: Die Übertragungseinheit besteht aus 3 verdrahteten Masten, die die Wechselstromleistung in jeder Phase übertragen und besteht außerdem aus Reglerbänken zur Verhinderung von Spannungsspitzen und Abgriffen, um eine einphasige oder zweiphasige Versorgung aus dem 3-Phasen-Netz zu erhalten.
  • AC-Leistungseinheit in der Nähe von Häusern: Die AC-Leistungseinheit besteht aus Abwärtstransformatoren an den Strommasten, die die AC-Spannung von den Übertragungsleitungen auf die normale AC-Spannung von 240V für die Hausversorgung herabsetzen. Die 240V-Versorgung wird mit drei Drähten geliefert, wobei zwei Drähte jeweils 120V bei 180 Grad Phasendifferenz führen und der dritte Draht einen Neutral- oder Erdleiter enthält.

Mit Solarenergie Strom erzeugen

Eine weitere Möglichkeit um bei Dir zuhause Strom erzeugen zu können ist die Nutzung der Sonnenenergie. Aufgrund ihrer Erneuerbarkeit und der leichten Verfügbarkeit entwickelt sich die Solarenergie zu einer der Hauptenergiequellen in der Heimversorgung. Die solare Energieverteilung im Haus besteht aus folgenden Komponenten:

  • Solarpaneele: Eine Reihe von Solarpaneelen, die aus Solarzellen bestehen, wird auf dem Dach der Häuser in einer solchen Richtung angebracht, dass ein Maximum an Sonnenlicht erreicht wird und dieses Sonnenlicht in elektrische Energie umgewandelt wird.
  • Laderegler: Die Arbeit des Ladereglers besteht darin, die Ladung der Batterien zu steuern, um sicherzustellen, dass keine überschüssige Gleichspannung zu den Batterien fließt. Er sorgt auch dafür, dass die Batterie geladen wird, wenn der Strom für die Batterie erschöpft ist.
  • Die Batterien: Ein Satz Batterien wird verwendet, um den Gleichstrom aus Solarzellen zu speichern.
  • Wechselrichter: Er wird verwendet, um den Gleichstrom aus den Batterien so umzuwandeln, dass er für den Betrieb der Geräte, die für ihren Betrieb Wechselstrom benötigen, Wechselstrom bereitstellt.

Unterbrechungsfreie Stromversorgung

Im vorigen Punkt haben wir uns mit der Speicherung von Solarstrom und der anschließenden Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom mit Hilfe von Wechselrichtern beschäftigt. Dasselbe kann auch für die Wechselstromversorgung aus dem Netz gemacht werden. Es handelt sich hierbei zwar nicht um eine Möglichkeit zum Strom erzeugen, aber um Strom zu speichern, falls dieser nicht regelmäßig zur Verfügung steht.

Im Normalbetrieb erfolgt die Stromversorgung aus dem Wechselstromnetz und wird nach der Regelung durch den Stabilisator an die Verbraucher abgegeben. Diese Wechselspannung wird in eine Gleichspannung umgewandelt, um die Batterien zu laden.

Im Back-up-Modus wird die in den Batterien gespeicherte Gleichspannung mit Hilfe von Wechselrichtern in Wechselspannung umgewandelt. Ein Basis-Wechselrichter besteht aus einem Transformator mit zentral angezapfter Primärwicklung und Schaltern, die den Strom durch die Primärwicklungen zurück zur Batterie fließen lassen und so die Erzeugung von Wechselspannung über die Primärwicklungen ermöglichen.

Generatoren

Ein Backup-Generator für Häuser arbeitet mit Erdgas oder Diesel um Strom erzeugen zu können. Er besteht aus einer Steuerung, die den Stromfluss vom Netz über die automatische Umschaltung überwacht. Bei Stromausfall schließt der automatische Umschalter die Netzleitungen und öffnet die Stromleitung vom Generator. Somit beginnt der Generator nach einer Zeitspanne von 10 Sekunden nach dem Stromausfall zu arbeiten und versorgt die Haushaltsgeräte mit Strom.

Wenn der Strom zurückkommt, erkennt der Controller dies und schaltet automatisch die Stromversorgung vom Generator ab und beginnt wieder mit der Überwachung der Hauptversorgung. Ein Generator ist billiger und hat einen geringeren Verbrauch, ist aber im Vergleich zu Wechselrichtern sehr laut.

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Carsten Hack ist begeisterter Hobby-Bastler auf vielen Gebieten und Autor von e-hack.de. Seine Erfahrung und Expertise schreibt er in informativen Beschreibungen verschiedener elektrischer Bauteile nieder und gibt Tipps zu allen Fragen der Beleuchtung und LED-Leuchtmitteln.

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