Strom und Energie sind zentrale Begriffe in unserem Alltag, die die Grundlage für moderne Technologie und Infrastruktur bilden. Dieses Lexikon bietet eine detaillierte Übersicht über die wichtigsten Begriffe und Konzepte, die in den Bereichen Strom und Energie verwendet werden. Ziel ist es, ein tiefes Verständnis für diese Themen zu vermitteln und die Zusammenhänge klar zu machen.
Dieses Lexikon behandelt Schlüsselbegriffe rund um Strom und Energie, einschließlich grundlegender Konzepte wie Strom, Energie, Leistung und fortgeschrittenen Themen wie erneuerbare Energie und Energieeffizienz.
Ablesung
Die Ablesung bezeichnet den Vorgang der Bekanntgabe oder Feststellung des Zählerstandes eines Zählers (bzw. Zählpunktes). In der Regel wird zwischen Selbstablesung und Ablesung durch Mitarbeiter des jeweiligen Unternehmens unterschieden.
Akku – Strom und Energie
Ein Akku fühlt sich zwischen 5-25°C wohl. Dadurch ist z.B. beim Bike die Reichweite von der Akkutemperatur und Außentemperatur abhängig. Bei Minusgraden kann es dadurch auf bis zu 77% Einbußen kommen. Akkus am besten trocken und vor Sonne geschützt lagern bei 5-20°C. Verantwortlich für den Energieschwund ist die dickflüssige Substanz in den Zellen des Lithium-Ionen-Akkus. Durch seine Zähflüssigkeit wird es für die Elektrolyte immer schwieriger die Masse zu durchdringen. Zudem sinkt der Stromverbrauch um 12%, wenn die Umgebungstemperatur zumindest 20°C beträgt.
Bei kalten Temperaturen sollten hohe Belastungen für den Akku vermieden werden. Ungeladene Akkus können über längere Zeit in eine Tiefentladung führen, wobei diese geschädigt und oder unbrauchbar werden. Der Akku sollte für eine Einlagerung zwischen 60-80% geladen sein und alle 2-3 Monate kontrolliert werden. Bedingt durch den chemischen Aufbau verändert sich ein Akku ständig. Dabei kommt es meist auf zwei Faktoren an: Der Akkuladung (Ladezyklen, Temperatur, Voll- und Teilladung, Tiefentladung) und den Lieferbedingungen (Temperatur, etc.). Während einer Nichtbenützung des Akkus wird ebenso Speicherkapazität abgebaut.
Analytisches Lastprofil
Anwendung vor allem bei Kleinverbrauchern mittels Standardprofil. Dadurch werden summierte Energieabnahmeverläufe der Kunden benötigt und auf Statistik zurückgegriffen. Dabei handelt es sich allerdings lediglich um Prognosen und es kann zu erheblichen Abweichungen kommen.
Batterie
Eine Batterie ist ein Gerät, das chemische Energie in elektrische Energie umwandelt. Sie besteht aus einer oder mehreren elektrochemischen Zellen, die durch einen elektrischen Stromkreis verbunden sind. Batterien werden in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet, von kleinen Geräten wie Taschenlampen und Uhren bis hin zu großen Anwendungen wie Autos und Stromspeichern.
Blindleistung
Die Scheinleistung ist die Wirkleistung plus Blindleistung (elektro-magnetische Felder). Der Blindstrom stellt einen Teil des Netznutzungsentgelts da. Blindstrom wird für den Aufbau von magnetischen Feldern (induktiver Verbrauch, z.B. Motoren, Transformatoren, Spulen) oder elektrischen Felder (kapazitiver Verbrauch, z.B. Kondensatoren) benötigt. Diese Blindströme belasten das Stromnetz und werden ab einer gewissen Höhe berechnet. Der Blindstrom wird über eine spezielle Verrichtung (Stromzähler) an der Anschlussleitung gemessen. Der Stromzähler muss den Blindstrom messen können. Meist wird ein 5 Skalenzähler dafür eingesetzt (HT, NT, MAX, HTB, NTB). Hierbei sei gesagt, dass bei manchen Kunden lediglich MAX für den Vertrag notwendig ist, allerdings trotzdem HTB und NTB ausgewertet werden.
Bei der Blindleistung können Strom und Spannung nicht gleichzeitig auftreten. Es tritt eine sogenannte Phasenverschiebung auf. Beim Einschalten z.B. eines Motors ist der Wiederstand 0. Durch das Ohm’sche Gesetz U = R*I muss deshalb entweder die Spannung gegen 0 (hoher Strom wird gezogen) oder der Strom gegen 0 gehen. Meist wird bei der Maschine zuerst Strom gezogen, dann erhöht sich die Spannung und der Strom normalisiert sich. Blindleistung hat somit keine Wirkleistung. Der Strom, der durch Blindarbeit erzeugt wird, wird Blindstrom genannt. Aufbau von elektrischen und elektromagnetischen Felder (z.B. Leuchtstoffröhren, Schweißgeräte, Asynchronmotoren, Stromrichter). Bei einer Blindleistung sind die Wellen von Strom und Spannung gegeneinander verschoben. Durch Zuschalten von kapazitiven Lasten (z.B. Kondensatoren) können die induktiven Abnehmer den Blindstrom kompensieren. (=Blindstromkompensation)
Blitzschutz
Die Blitzschutzanlage sorgt für Vorkehrungen gegen Blitzschlag betreffend bauliche Anlagen. Die Anlage kann lediglich minimieren, allerdings minimieren. Meist werden dabei Fangeinrichtungen mit hoher Randfeldstärke installiert, welche den Strom am Objekt vorbeiführen. Ein Blitzschutzsystem besteht dabei aus einem äußeren Blitzschutz (Blitzableitung) sowie einem inneren Blitzschutz (Überspannungsschutz). Dabei gibt es verschiedene Blitzschutzklassen (1-4, wobei 1 die Beste und 4 bei Wohngebäuden zur Anwendung kommt).
Blitzschutzsystem
siehe Blitzschutz
Bündelleiter
Bündelleiter sind eng benachbarte Leiterseile des gleichen Potentials bei Hochspannungsleitungen ab 100 kV. Die Bündelleiter reduzieren die Leitungsverluste durch eine geringere Wellenimpedanz, welche sich durch eine Erhöhung des Leitungsdurchmessers reduzieren lässt. Anstelle den Kabeldurchmesser zu erhöhen, werden mehrere Kabel als Bündel angesehen, welche in einem gewissen Abstand zweiender verlaufen. Dadurch wird die Randfeldstärke reduziert und Koronaentladungen reduzieren sich. Durch den größeren Querschnitt und der höheren Oberfläche kann durch eine bessere Wärmeabfuhr zudem mehr Strom übertragen werden. Bündelleiter haben allerdings den Nachteil von erhöhten Schwingungen.
Distanzschutzrelais
Distanzschutzrelais dienen zum Betrieb von den Stromnetzen und wird bei Freileitungen sowie bei Drehstrom-Synchronmaschinen und Leistungstransformationen eingesetzt. Da Stromnetzte meist vermascht sind, erfolgt durch Impedanzrelais (Distanzschutzrelais) die Fehlerortung. Relais bezieht sich hier auf einen historischen Namen, heutzutage werden Microcontroller mit Steuer- und Konfigurationsschnittstellen eingesetzt. Die Relais erkennen Überstrom, Erdschluss, Unterspannung und Unterimpedanz.
Drehstrom
Starkstrom bzw. Dreiphasenwechselstrom – drei miteinander verbunden Arten Wechselstrom mit drei Leiter – L1, L2 und L3. Die Spannungen wechseln sich dabei ab, in der Regel mit 400 Volt.
Drosselspule
Ein induktives passives Bauelement zur Unterdrückung unerwünschter Frequenzen, zur Strombegrenzung oder Funkentstörung. Es wird dabei zwischen der Ringkerndrossel und der Stabkerndrossel unterschieden. Erstere haben einen geschlossenen magnetischen Kreis (magnetische Streufelder bleiben dadurch gering, klare Favoriten) während letztere keine große Eigenkapazität besitzen und für hochfrequente Einsatzbereich geeignet sind.
Elektrische Energie
Elektrische Energie ist die Form der Energie, die durch geladene Teilchen verursacht wird, meist Elektronen. Sie kann durch andere Energieformen erzeugt werden, wie chemische Energie in Batterien oder mechanische Energie in Generatoren. Elektrische Energie wird oft in Haushalten und Industrien zur Stromversorgung verwendet.
Energie
Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu leisten oder Wärme zu übertragen. Sie kann in verschiedenen Formen existieren, wie kinetische, potenzielle, chemische, thermische, elektrische Energie und mehr. Energie kann von einer Form in eine andere umgewandelt werden, aber die Gesamtmenge der Energie in einem geschlossenen System bleibt nach dem Energieerhaltungssatz konstant.
Energieeffizienz
Energieeffizienz ist das Maß dafür, wie effektiv ein System Energie nutzt, um eine bestimmte Aufgabe zu erfüllen. Ein energieeffizientes Gerät nutzt weniger Energie, um die gleiche Leistung zu erbringen wie ein weniger effizientes Gerät. Die Steigerung der Energieeffizienz ist eine Schlüsselstrategie zur Reduzierung des Energieverbrauchs und zur Verringerung der Treibhausgasemissionen.
Erdlöschspule
siehe Erdschlusskompensation
Erdschlusskompensation
Erdschlusskompensation wird auch Resonanzsternpunkterdung sowie gelöschtes Netz bezeichnet. Fehlstrom eines Außenleiters (z.B. durch einen Erdschluss) soll damit kompensiert werden. Die Erdschlusskompensation nutzt dabei eine Spule (Petersenspule oder Erdlöschspule), welche die Fehlerspannung reduziert sowie den kapazitiven Erdschlussstrom kompensiert. Typischerweise wird die Erdschlusskompensation bei Freileitungen bis 110kV eingesetzt. Durch die Erdschlusskompensation muss die betroffene Leitung nicht sofort abgeschaltet werden. Die Sternpunkte einer oder mehrere Leitungstransformatoren werden dabei über die Erdlöschspule mit dem Erdpotential verbunden. Weiters werden Lichtbogenfehler gegen Erde vermieden oder jene zu löschen.
Erdseil
Das Erdseil ist ein geerdetes elektrisch leitfähiges Seil an der Spitze von Freileitungsmasten. Es dient als Schutz vor Blitzeinschläge in Leiterseile und wird meist ab 50 kV installiert. Eine hohe Randfeldstärke sowie bevorzugte Koronaentladungen an Spitzen und Kanten sorgen für eine höhere Wahrscheinlichkeit des Einschlages in das Erdseil. Da Erdseile eine möglichst hohe Koronaentladung aufweisen sollen, werden diese als Einzelseil geführt. Die Erdung der Masten sorgt für die Ableitung, wobei das Erdseil jene auf mehrere Masten verteilt.
Durch den Einsatz von Erdseilen kommt es jedoch auch zu einer Verringerung der Nullimpedanz. Der Erdübergangswiderstand wird oftmals durch einen kurzen Isolator geregelt, sodass das Seil de facto nicht geerdet ist. Oftmals sind in Erdseilen auch Glasfaserkabel, Lichtwellenleiter oder Telefonkabel zur Übertragung von Nachrichten integriert. Zudem dient das Erdseil für die Anbringung von Flugwarnkugeln.
Erdungsleiter
Der Erdungsleiter ist die Verbindung zwischen dem Fundamenterder sowie dem Haupterdungsschiene im Stromkasten.
Erneuerbare Energie
Erneuerbare Energie ist Energie aus Quellen, die sich natürlich erneuern oder deren Vorräte praktisch unerschöpflich sind. Dazu gehören Solarenergie, Windenergie, Wasserkraft, Geothermie und Biomasse. Die Nutzung erneuerbarer Energien hat in den letzten Jahren aufgrund von Bedenken hinsichtlich des Klimawandels und der Nachhaltigkeit zugenommen.
Fehlstrom
Fehlstrom (FI) – oft sehr klein und schwer messbar. Sorgt für Elektrobrände, stark erhitzte Leitungen und Verletzungsgefahr. Zum Schutz werden FI (Schutzeinrichtung) installiert. Dabei wird der Differenzstrom gemessen (Eingangs- und Ausgangsstrom).
Ferraris Zähler
Stromzähler, elektromechanisches Messgerät, zur Messung von elektrischer Energie. Der Zähler besteht aus einem Asynchronmotor, dem Ferrarisläufer – die kreisförmige Aluminiumscheibe, und einem mechanischen Laufwerk. Der Ferraris Zähler funktioniert nach dem Induktionsprinzip. Der Mehrphasenwechselstrom (Drehstrom) oder Einphasenwechselstrom wird über den Asynchronmotor induziert, wobei ein magnetisches Drehfeld entsteht, welches durch Wirbelströme einen Drehmoment erzeugen. Durch eine Wirbelstrombremse in Form eines Dauermagnet wird ein Bremsmoment erzeugt, wobei dies proportional zur Wirkleistung ist. Die Zähler werden laut Eichgesetzt nach einer gewissen Zeit einer Eichüberprüfung unterzogen werden. Die Fehlergrenze liegt (in Deutschland) bei 2%.
Frequenz
Die Frequenz kommt beim Wechselstrom vor. Bei 50Hz gibt es 50 Polaritätswechsel pro Sekunde, wodurch es 50 positive und 50 negative Phasen gibt. In der Regel gibt bei den Netzfrequenzen 50Hz und 60Hz (Hertz), wobei in Europa ausschließlich 50Hz zur Anwendung kommt.
Fundamenterder
Der Fundamenterder wird unter einem Bauwerk installiert und sind meist ringförmig aufgebaut. Die Fundamenterder dienen zum Schutz gegen elektrischen Schlag und sind mit allen leitfähigen elektrischen Betriebsmitteln im Haus verbunden – auch mit dem geerdeten Schutzleiter. Durch die Erdung sollten Potentialunterschiede (Spannungsunterschiede) vermieden werden und eine fehlerhafte Stromversorgung unterbrochen werden. Der Fundamenterder wird über den Erdungsleiter auf der Haupterdungsschiene mit den Schutzleitern sowie den Schutzpotentialausgleichsleitern zusammengeschlossen. Der Fundamenterder dient zudem auch zum Anschluss der Blitzschutzanlage.
gelöschtes Netz
siehe Erdschlusskompensation
Generator
Ein Generator ist eine Maschine, die mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Dies geschieht normalerweise durch Bewegung eines Leiters in einem Magnetfeld, was den Fluss von Elektronen und damit Strom erzeugt. Generatoren werden in einer Vielzahl von Situationen verwendet, von der Stromerzeugung in Kraftwerken bis hin zu Notstromaggregaten.
Gleichstrom
Wechselt die Polung als auch die Stärke im zeitlichen Verlauf nicht. Die meisten Haushaltsgeräte funktionieren mit Gleichstrom (Fernseher, Batterien, Netzgeräte). Es ist möglich Gleichstrom durch Gleichrichtung des Wechselstroms zu gewinnen.
Grundlast
Diese Last wird zu keinem Zeitpunkt unterschritten, ist also die minimal auftretende Last im Netz (z.B. Straßenbeleuchtung, Reklame, Geräte auf Standby, etc.). Meist wird diese Last in den frühen Nachtstunden erreicht (1-3 Uhr nachts).
Grundpreis
Der Grundpreis ist von der bezogenen Strommenge immer unabhängig und beinhaltet Kosten für die Bereitstellung der Leistung, diverse Mieten (Zählermieten), Abrechnung, Vertriebskosten, Marketing, etc.
Kilowattstunde (kWh)
Eine Kilowattstunde ist eine Maßeinheit für Energie, die gleich der Energie ist, die von einer Leistung von 1000 Watt in einer Stunde verbraucht wird. Sie ist die übliche Einheit für die Berechnung von Stromrechnungen und die Messung des Energieverbrauchs. Zum Beispiel, wenn ein Gerät, das 100 Watt verbraucht, 10 Stunden lang läuft, verbraucht es 1 Kilowattstunde Energie.
Koronaentladung
Eine elektrische Entladung in einem nicht leitenden Medium nennt man Koronaentladung. Ein nicht leitendes Medium ist bei Koronaentladungen häufig Luft, welche mit Ionen als Ladungsträger gesättigt ist. Die Ionen können vorhanden sein (Plasma) oder bilden sich durch eine hohe elektrische Feldstärke (Feldionisation ab ca. 100 kV/m). Steigt die Feldstärke weiterhin an, kann es zu einem Spannungsdurchschlag oder Lichtbogen führen. Koronaentladungen gehen häufig mit Leuchterscheinungen einher. In der Natur vorkommende Koronaentladungen sind auch als Elmsfeuer bekannt. Der Name Corona (Krone, Kranz) kommt auch von den Strahlen der Polarlichter. Koronaentladungen kommen auch in Hochspannungsleitungen vor und sorgen für Übertragungsverluste sowie das Knistern sowie das Aufladen der Teilchen in der Umgebung. Koronaentladung und Leuchten an Masten: Unmittelbarer Blitzeinschlag steht bevor.
Lastprofil
Zeitlicher Verlauf der abgenommenen Leistung (elektrische Leistung oder Gas-Leistung) über zeitliche Periode. Lastgänge unterliegen tageszeitlichen Schwankungen, aber auch wochentags abhängig und saisonal (im Winter ein höherer Stromverbrauch aufgrund Heizung (saisonal), am Abend um 20:15 mehr Strom (Tagesabhängig), Wochenende durch den Wegfall der Industrie weniger Strom (Wochentag), etc. Bei Verbraucher von mehr als 100.000kWh/a(nno) werden die tatsächliche Lastgänge gemessen. Dabei werden meist 15 Minuten Zähler (1/4h Lastgangzähler) verwendet. Für andere Verbraucher existieren Standardlastprofile (typischer Endverbraucher, normierte Kundengruppe). Durch Gewichtung der geschätzten und gemessenen Abrechnung kann mittels Faktors feiner spezialisiert werden. In der Regel gibt es 9 Standard Profile: Jahreszeit [Sommer, Winter, Übergang] * Wochentag [Mo-Fr, Sa, So]. Lastprofile gelten als Fahrpläne für Lieferanten.
Leistung
Leistung ist die Rate, mit der Arbeit geleistet wird oder Energie übertragen wird. In der Elektrik wird sie in Watt gemessen und errechnet sich aus der Multiplikation von Strom und Spannung. Die elektrische Leistung kann genutzt werden, um elektrische Geräte zu betreiben.
Die Scheinleistung ist die Wirkleistung plus Blindleistung (elektro-magnetische Felder)
Leistungspreis
Verbrauchsabhängige Leistungspreise sind Preise, die Stromkunden mit einem Verbrauch von 10.000kWh pro Jahr oder mehr verrichten müssen (Gewerbe und Industrie meist). Hierbei wird entweder die effektiv verbrauchte Menge oder der höchste Wert der bezogenen Leistung ermittelt und berechnet. Der Verbrauchsunabhängige Leistungspreis beinhaltet Kosten für Betrieb, Instandhaltung, etc. der Kraftwerke.
Leitfähigkeit
Leitfähigkeit ist die Fähigkeit eines Materials, elektrischen Strom zu leiten. Sie ist das Gegenteil des Widerstands und wird in Siemens gemessen. Materialien mit hoher Leitfähigkeit, wie Kupfer und Aluminium, werden oft in elektrischen Leitungen und Kabeln verwendet.
Leitungsbeläge
Einer der Kenngrößen neben dem Leitungswellenwiderstand sind auch die Leitungsbeläge. Diese beschreiben die Kapazität, Induktivität sowie den Längswiederstand und den Querleitwert. Sie beschreiben somit elektrische Eigenschaften der Leitung abhängig vom Material sowie der Geometrie.
Lichtbogen
Sofern eine ausreichend hohe Spannung (elektronische Potentialdifferenz) sowie Stromdichte vorherrscht kann durch Stoßionisation ein Lichtbogen entstehen. Dabei ist ein Lichtbogen nichts anderes als eine Gasentladung, welche ein Plasma mit ionisierten Teilchen bildet. Das Gas ist dadurch elektrisch leitfähig. Dabei gibt es normale Lichtbögen (z.B. in der elektrischen Energietechnik bei Schaltungen, die sogenannten Schaltlichtbögen) sowie unerwünschte Störlichtbögen (haben oft Unfälle und Schäden zur Folge). Gebraucht werden Lichtbögen u.a. bei der Stahlherstellung (Lichtbogenofen).
Lithium-Ionen-Akku
Basis vom chemischen Element Lithium funktioniert. Eignen sich gut für wieder aufladbare Batterien / Akkus und liefern eine konstante Spannung über die gesamte Entladezeit. Ni-Cd Akkus haben eine fallende Spannung über die Entladezeit. Zudem besitzen Li-Ionen Akkus keinen Memory Effekt und haben eine äußerst geringe Selbstentladung. Die Akkus halten zwischen 400 und 10000 Ladezyklen und sind unteranderem in Mobiltelefonen verbaut.
MAX(imumüberwachung)
Ein technisches Gerät, welches bei Erreichen eines Maximalwertes die Stromverbraucher ein- bzw. ausschaltet. Dies verhindert kostenintensive Lastspitzen, welche sowieso meist nur von kurzer Dauer sind. Dabei darf allerdings der Haushalt oder Betrieb nicht gestört werden (nur unwichtige Verbraucher ausschalten).
Mischstrom
Mischstrom ist eine Kombination aus Gleich- und Wechselstrom. Hier ändert sich die Stärke des Gleichstromanteils periodisch. Mischstrom herrscht meist in Gleichrichter. Mittels Glättungsspulen und Glättungskondensatoren kann der Wechselstromanteil im Gleichstrom minimiert werden. Der verbleibende Anteil (ungefährlich für Geräte) nennt sich Brummstrom (= Rippelstrom).
Monokristalline Solarzelle
Einheitliches Kristallgitter von Atomen und Molekülen – im Gegensatz zu Polykristallen. Die besten Solarzellen bestehen aus reinem monokristallinem Silizium.
negative Regelenergie
Negative Regelenergie bezeichnet einen Leistungsüberschuss im Netz. Es wird also mehr in das Netz eingespeist als die Endverbraucher abnehmen können.
Netzebene
Das Netzt wird in Deutschland, Österreich und der Schweiz in sieben Ebenen gegliedert. Diese Ebenen unterliegen unterschiedlichen Netznutzungsentgelte, wobei es darauf ankommt, aus welcher Netzebene der Strom entnommen wird. Zur Unterscheidung dient das Spannungsniveau. 1. Ebene 1: Höchstspannung 380/220kV 2. Ebene 2: Umspannung 3. Ebene 3: Hochspannung 110kV (Großindustrie) 4. Ebene 4: Umspannung (Industrie) 5. Ebene 5: Mittelspannung 10/35kV (Industrie, Gewerbe) 6. Ebene 6: Umspannung (Industrie, Gewerbe, eventuelle Haushalte) 7. Ebene 7: Niederspannung 400V (normalerweise Haushalte)
Der Preis für die Netzebene 7 ist am höchsten, da alle darunter liegenden Ebenen hinzuaddiert werden müssen, um schließlich auf der Ebene 7 zu landen. Es ist möglich, dass Kunden in unterschiedlichen Netzverlust- und Netznutzungsebenen liegen. Netznutzung ist die Abgeltung für die Errichtung, den Ausbau, der Instandhaltung und der Betrieb des Stromnetzes. Beim Netzverlust geht es um die Abgeltung für die auftretenden Verluste beim Energietransport (bei der Umwandlung und dem Transport entstehen Wärme, welche aus der elektrischen Energie entstehen, welche verloren geht).
Netzstrom
Netzstrom bezieht sich auf die elektrische Energie, die von einem öffentlichen Stromnetz bereitgestellt wird. In vielen Teilen der Welt handelt es sich dabei um Wechselstrom (AC). Die Spannung und Frequenz des Netzstroms variieren je nach Land und Region.
Peakload
siehe Spitzenlast
Petersenspule
siehe Erdschlusskompensation
Photovoltaik
Photovoltaik ist die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie mithilfe von Halbleitermaterialien, die die photovoltaische Wirkung aufweisen, wie zum Beispiel Silizium. Photovoltaikzellen, die oft als Solarzellen bezeichnet werden, sind die Bausteine von Solarmodulen und -paneelen, die auf Dächern oder in Solarparks zur Stromerzeugung verwendet werden. Photovoltaik spielt eine wichtige Rolle in der erneuerbaren Energieerzeugung.
positive Regelenergie
Positive Regelenergie bezeichnet eine erhöhte Stromnachfrage, wodurch zusätzlich Strom in das Netz eingespeist werden muss.
Potentialausgleich
Eine elektrisch gut leitfähige Verbindung zum Ausgleich sowie zur Minimierung unterschiedlicher elektrische Potentiale (Spannungen) nennt man Potentialausgleich (Erdung). In der Haupterdungsschiene werden die Schutzleiter, die Schutzpotentialausgleichsleiter sowie der Erdungsleiter zusammengeschlossen. Dadurch sind alle leitfähigen Körper von elektrischen Einrichtungen durch die Erdung verbunden und schützen vor einem elektrischen Schlag.
Regelenergie
Bei der Regelenergie wird zwischen einer negativen und einer positiven Regelenergie unterschieden – je nachdem ob es sich um einen Überschuss an Strom oder eine erhöhte Stromnachfrage handelt. Negative Regelenergie = Leistungsüberschuss im Netz, Abnehmer muss gefunden werden. Positive Regelenergie = erhöhter Verbrauch, Einspeiser muss gefunden werden.
Regelreserve
siehe Regelenergie
Resonanzsternpunkterdung
siehe Erdschlusskompensation
Schutzleiter
Der Schutzleiter wird auch Erde genannt.
Schutzpotentialausgleich
Der Potentialausgleich zwischen leitfähigen Teilen (ausgenommen Stromleitungen) wird durch den Schutzpotentialausgleich erreicht. Hierzu zählen Wasserleitungen, Abwasserleitungen, Gasleitungen sowie sonstige Leitungen und Steuerungen (Heizung, Klimaanlagen) etc. Der Schutzpotentialausgleich wird mit den Schutzleitern sowie dem Erdungsleiter auf der Haupterdungsschiene (Hauptpotentialausgleichsschiene) zusammengeschlossen. Rohre von außen sollen isoliert werden und es soll lediglich eine Haupterdungsschiene pro Gebäude bestehen (Vermeidung der Potentialunterschiede).
Solarmodul
Mehrere Solarzellen können hintereinander geschalten werden, sodass ein Solarmodul entsteht. Photovoltaik Anlagen werden mit mehreren Solarmodulen betrieben.
Sonderkunden
Sonderkunden unterliegen einen Sondervertrag. Bei den Kunden handelt es sich meist um Industrie und Gewerbekunden (auch Kommunen) mit einem hohen Energieverbrauch und einer höher benötigten Leistung. Durch die individuell abgeschlossenen Verträge entstehen zumindest in der Vertragserstellung höhere Kosten. Allerdings wird das Angebot (meist) auf den Kunden und dessen Bedürfnissen zugeschnitten – inklusive (großzügiger) Mengenrabatten. Meist liegt der Preis pro kWh bei Sonderkunden deutlich unter dem Preis von Tarifkunden (etwa Haushaltskunden). Teilweise können Sonderkunden auch mit Bandstromlieferung (Grundlieferung, Grundlast) kombinieren.
Spannung / Volt
Spannung ist der Unterschied im elektrischen Potential zwischen zwei Punkten in einem elektrischen Feld. Sie wird in Volt gemessen. Spannung ist der Antrieb, der elektrischen Strom verursacht, da Elektronen von Bereichen hoher Potenzialenergie zu Bereichen niedriger Potenzialenergie fließen.
Volt ist die Maßeinheit der elektrischen Spannung. Die Spannung ist das Arbeitsvermögen der Ladung. Die elektrische Leistung ist definiert durch Spannung * Stromstärke. Die Spannung lässt sich zudem nur parallel messen. Bei der Transformation der Spannung ändert sich die Stromstärke antiproportional.
Spannungsdurchschlag
Ein elektrischer Durchschlag oder Spannungsdurchschlag tritt auf, wenn an einen Isolator eine höhere Spannung als die Durchschlagsfestigkeit anliegt. Es bildet sich ein Kanal in welches leitfähige Plasma entsteht. Der Spannungsdurchschlag tritt entweder als ein kurzer Funke oder aber als Lichtbogen auf. Der Ionisator ist meist zerstört.
Spannungsebene
Es gibt verschiedene Spannungsebenen: Höchstspannung, Hochspannung, Mittelspannung und Niederspannung.
Spannungsquelle
Es gibt verschiedene Arten von Spannungsquellen. Die häufigsten Spannungsquellen sind Gleichspannungsquellen (Batterien, Netzgeräte und Akkus). Bei einer Gleichspannungsquelle bleibt der Spannungswert konstant während bei einer Wechselspannungsquelle (Generatoren, Transformatoren) die Spannung sich im Zeitverlauf verändert. Zwischen den zwei Anschlusspunkten wird eine elektrische Spannung geliefert (damit Quelle für elektrische Energie). Sie liefert allerdings keinen elektrischen Strom.
Spitzenlast
Für die Zeit der Spitzenlast müssen die Produktionskapazitäten rechtzeitig angepasst werden. Dies ist z.B. durch das Hochfahren von Spitzenlastkraftwerken möglich in Kraftwerken die Teilleist zu erhöhen (maximal auf Volllast). Vor allem Klimaanlagen können für eine Überlast sowie ein Blackout sorgen.
Spitzenleistung(saufnahme)
Menge an elektrischer Leistung in Watt welche über einen bestimmten Zeitraum genommen wird. Meist wird als Bezugszeitraum 15 Minuten hergenommen (MAX Zähler). Dieser Parameter ist für Industrien nicht nur zur Auswahl des Tarifes, sondern auch für die richtige Dimensionierung nötig. Der Anschluss muss deshalb immer auf die Maximallast ausgerichtet sein (Spitzenleistung).
Störlichtbogen
Ein Störlichtbogen wird auch Fehlerlichtbogen genannt und ist ein unerwünscht auftretender Lichtbogen. Bei einem Spannungsüberschlag (durch zwei unterschiedliche elektrische Potentiale) kann der Lichtbogen entstehen. Die Lebensdauer des Bauteiles wird dabei massiv verkürzt oder die Bauteile werden zerstört. Lichtbögen treten u.a. bei nicht isolierten Hochspannungsleitungen auf (z.B. bei der Bahn mit zu geringem Sicherheitsabstand zur Oberleitung). Auch Abreißfunken – etwa bei U-Bahnen und Straßenbahnen zählen zu den Lichtbögen. In Niederspannung entstehen Störlichtbögen durch beschädigte oder gequetschte Leitungen, Kabelbrüche oder lose Kontakte. Meist zerstören solche Lichtbögen durch die Überwindung von Kriechstrecken auch gesamte Leiterplatten. Zur Abschaltung der Anlage und Verhinderung weiterer Schäden werden Leitungsschutzschalter oder Schmelzsicherungen installiert.
Strom
Strom ist der Fluss von elektrischen Ladungen durch ein leitendes Medium, typischerweise ein Draht. Die Einheit des elektrischen Stroms ist das Ampere. Strom kann entweder Gleichstrom (DC) oder Wechselstrom (AC) sein, abhängig davon, ob die Flussrichtung der Ladungen konstant bleibt oder sich mit der Zeit ändert.
Strom wird in Gleichstrom, Wechselstrom und Mischstrom eingeteilt. Die elektrisch geladenen Teilchen unterscheiden sich dabei in Richtung und in Stärke. Der Strom ist für den Menschen unter 20 Milliampere (Leuchtdiode) wahrnehmbar. Ab 20 Milliampere geht Gefahr aus und Ströme über 50 Milliampere können tödlich enden. Eine Glühlampe weist z.B. eine Stromstärke von 430 Milliampere auf.
Strombörse
Strom wird wie Wettpapier gehandelt, abgegrenzte Mengen werden als Produkt gehandelt. Der Preis hängt dabei von der Marktlage ab.
Stromkreis
Verbindung aus ein- oder mehreren Spannungsquellen und/oder Stromquellen, welche zusammengeschaltet werden. In diesen Stromkreisen hängen zudem Verbraucher, etc. Meist kommen zudem Schaltelemente in einem Stromkreis vor. Sind die Stromquellen verbunden, wird von einem geschlossenen Stromkreis gesprochen.
Strommessgerät
Messung des elektrischen Stroms im Stromkreis. Dabei wird der Verbrauch einzelner Geräte genau ermittelt (z.B. um den Ruhezustand, Standby oder Betrieb) festzustellen.
Strompreis
Der Strompreis setzt sich aus dem Grundpreis und dem Verbrauchspreis zusammen.
Synthetisches Lastprofil
Das synthetische Lastprofil wird auch Standardlastprofil oder kurz SLP genannt. Dabei spiegelt es die Verbrauchsdaten von Kleinkunden wider. Neben Vergleichszahlen fließen auch geschätzte zukünftige Werte und normierte Werte ein. Der Unterschied zwischen Lastprofil und synthetischen Lastprofil ist lediglich dadurch gekennzeichnet, dass bei ersterem die gemessene Leistung (Lastleistung) und bei zweitem die standardisierten Verbrauchs- und Erfahrungswerte herangezogen werden. Die synthetischen Lastprofile werden zudem meist aus den analytischen Lastprofilen gewonnen.
Tarifkunden
Kunden mit einer standardisierten und allgemein angebotenen Kondition (Standardvertrag). Dieser Vertrag wird meist in Haushalten eingesetzt (geringe Kosten für Vertragserstellung, geringe Leistung, geringer Stromverbrauch, Niederspannungsnetz). Jeder Energielieferant muss zudem Basisprodukte unter einem Tarif anbieten (allgemeine Versorgungspflicht). Die verschiedenen Modelle (Konditionen) sind als Tarife bekannt.
Tarifschaltung
Die Tarifschaltung bietet Kunden eine genauere Abrechnung und sorgt für billigere Preise im Nachttarif. Das Signal zur Umschaltung von Tag auf Nacht und umgekehrt erfolgt aus der Stromleitung. Während der Strompreis am Tag teurer ist (Hochtarif) kann somit in der Nacht gespart werden (Nachttarif). Meist wird diese Kombination für Nachtspeicher (Boiler, Wärmegeräte) eingesetzt.
Teillast
Die Volllast ist die höchste Last, welches ein Kraftwerk liefern kann oder ein Gerät aus der Steckdose ziehen kann. Die Teillast ist jener Bereich, der gerade verwendet wird (lediglich ein Teil des Möglichen). Maschinen unter Volllast zu betreiben ist nicht sinnvoll (schnellerer Verschleiß, große Hitzeentwicklung, etc.) – aus diesem Grund sind viele Geräte gedrosselt (Generatoren in Kraftwerke mit bester Übersetzung, Halogen Trafos bei 90% Leistung, etc.). Zudem besteht unter Teillast die Möglichkeit, zu Lastspitzen das Kraftwerk (kurzzeitig) auf Volllast laufen zu lassen und somit den zusätzlichen Verbrauch abzudecken.
Tiefentladung
Komplett entladene Akkus können beschädigt werden, vor allem wenn die Entladeschluss Spannung unterschritten wird. Dies wird als Tiefentladung bezeichnet. Deshalb prüfen moderne Geräte die Spannung und schalten automatisch den Akku ab. Auch Überalterung oder Nichtgebrauch (Selbstentladung), können zu einer Tiefentladung führen. NiCd (Nickel Cadmium) ist gefährdet, während moderne NiMh (Nickel-Metallhydrid) widerstandsfähiger sind. Am besten halten Lithium-Ionen-Akkus.
Transistor
Elektrisches Halbleiterbauelement, welches elektrische Signale verstärkt. Meist beinhalten alle elektronische Schaltungen Transistoren – vor allem im Kommunikations- und Computerbereich.
Transformator
Ein Transformator ist ein Gerät, das verwendet wird, um die Spannung von Wechselstrom auf- oder abzuwerten. Es besteht aus zwei oder mehr Spulen, die um einen magnetischen Kern gewickelt sind. Transformatoren sind entscheidend für die Übertragung und Verteilung von elektrischer Energie über weite Strecken, da sie helfen, Energieverluste zu minimieren.
Turbine
Wandelt die entstehende Bewegungsenergie (z.B. von Wasser (Strömungsenergie) oder Wind) in Drehenergie um. Bei thermischen Kraftwerken (Gas, Öl, Kohle=> zu Wasserdampf umgewandelt) wird die Drehenergie zum Antrieb von Generatoren eingesetzt.
Überspannungsschutz
siehe Blitzschutz
Umspannungen
Umspannwerke sorgen zur Umwandlung von Hochspannung in transformierte Spannung. Transformatorstationen oder kurz Trafostationen wandeln den Strom weiter um für den Heimverbrauch. Bei hoher Spannung fließt zudem ein geringerer Strom, da die Leistung = Spannung * Strom. Dadurch kommt es auch zu weniger Stromverlusten und kleinere Leitungsquerschnitte können gewählt werden. Während der Umspannung kommt es zu einem erheblichen Verlust in Form von thermischer Energie (Wärme). Aus diesem Grund benötigen Hochleistungstransformatoren eine eigene Kühlung – meist in Form eines nichtleitenden Öls. Bei Computernetzteilen ist die Luft aus Kühlungsmedium ausreichend. Transformatoren werden nicht nur bei höherer Spannung, sondern auch in eigene Netzteile eingebaut (z.B. Laptopgerät).
Unbundling
Trennung von Energienetzen (Netzbetreiber) und Energieerzeugung (Energielieferanten, auch Sublieferanten, welche keine Energie erzeugen sondern lediglich zukaufen). Soll zu einem verstärkten Wettbewerb beitragen (Verhinderung der Quersubventionierung und Gleichbehandlung der Geschäftsbereiche aller Wettbewerber) => Marktliberalisierung am Strommarkt. Die genauen Richtlinien entscheidet die Regulierungsbehörde.
Verbrauchspreis
Der Verbrauchspreis setzt sich aus Verbrauch, Arbeit und Leistung zusammen. Hier gibt es Unterschiede zwischen dem Tag- und dem Nachtarif. Die Formel lautet: Verbrauchte Menge (über einen Zeitraum) * Arbeitspreis (pro kW). Der Arbeitspreis beinhaltet Netznutzung, Energieerzeugung, Ökosteuer, Umlagen, etc. Teilweise werden die Steuern auch ausgegliedert. Zudem kann der Verbrauchspreis in verbrauchsabhängige Kosten und verbrauchsunabhängigen Kosten aufgesplittert werden. Der Verbrauchspreis fasst alle Komponenten zusammen, welche einen Bezug zur Stromlieferung haben – auch wenn diese verbrauchsunabhängig sind.
Verdrillmast
Ein Verdrillmast ist ein Hochspannungsmast, welcher einige oder alle Leiter an eine andere Position der Freileitung hängt (Verdrillen mittels Verdrillschema).
Verdrillschema
Ein Verdrillschema ist eine Verdrillung von Freileitungen. Die Verdrillung erfolgt dabei nach einem gewissen Schema sowie mittels Verdrillmasten. Dabei wird jeder Leiter einmal an jede Position der Freileitung gehängt. Hierbei gibt es die Alpha (einkreisige Drehstromleitungen), Beta (zweikreisige Drehstromleitungen, welche asynchron betrieben werden) und Gamma (zweikreisige synchrone Drehstromleitungen) Verdrillung. Durch Verdrillen soll der Kapazitätsbelag ausgeglichen werden (allerdings auch andere Leitungsbeläge). Dies minimiert Übertragungsverluste durch Blindstrom und gleicht Leiterkapazitäten (für eine Erdschlusskompensation) an.
Verrechnungspreis
Preis für den Verkauf und/oder die Übertragung einer Kilowattstunde Strom (Wareneinkaufspreis), meist langfristig vereinbart – allerdings auch kurzfristiger Kauf auf der europäischen Strombörse möglich. Als Anbieter kommen Kraftwerke und erneuerbare Energieanbieter in Betracht. Meist bekommen erneuerbare Energieanbieter einen statischen Zuschuss, um mit den großen Kraftwerkkonzernen mithalten zu können. Zum Verrechnungspreis kommen noch Gemeinkosten und Fixkosten (Marketing, Kundengewinnung, Personal) um einen Mindestverkaufspreis (Selbstkostenpreis) pro Kilowattstunde zu berechnen.
Volllast(bereich)
Die Volllast ist die höchste Last, welches ein Kraftwerk liefern kann oder ein Gerät aus der Steckdose ziehen kann. Die Teillast ist jener Bereich, der gerade verwendet wird (lediglich ein Teil des Möglichen). Maschinen unter Volllast zu betreiben ist nicht sinnvoll (schnellerer Verschleiß, große Hitzeentwicklung, etc.) – aus diesem Grund sind viele Geräte gedrosselt (Generatoren in Kraftwerke mit bester Übersetzung, Halogen Trafos bei 90% Leistung, etc.). Zudem besteht unter Teillast die Möglichkeit, zu Lastspitzen das Kraftwerk (kurzzeitig) auf Volllast laufen zu lassen und somit den zusätzlichen Verbrauch abzudecken.
Vorschaltgerät
Vorschaltgeräte werden in Leuchtstoffröhren und Energiesparlampen eingesetzt und begrenzen den Stromverbrauch. Dabei gibt es konventionelle (KVG) und die neueren elektrischen (EVG) Vorschaltgeräte. Diese bestehen aus einer Drosselspule und einem Starter (der Starter muss in der Regel oftmals bei Leuchtstoffröhren ausgewechselt werden, falls diese nicht mehr funktionieren).
Wandler
Zähler gehen nur für eine gewisse Höhe an Ströme, dies bedeutet, dass teilweise Wandler den Strom um einen Faktor reduzieren müssen. Bei der Abrechnung wird der Faktor wieder multipliziert. Vergleichbar mit einem Fahrradgetriebe.
Watt
Die Leistung wird in Watt gemessen wobei 1W = 1 V * A (Voltampere) entspricht. Zudem entspricht es 1 J/s (Joule die Sekunde) und 1 N*m/s (Newtonmeter pro Sekunde). Dadurch ist beim Watt auch eine Zeiteinheit gegeben. Die Geräte sind mit einer Wattanzahl gekennzeichnet, welche die maximale Leistungsaufnahme des Gerätes angibt (Leistung aus dem Stromnetz benötigt wird). Der Stromverbrauch im Haushalt wird in kWh abgerechnet, wobei sich der Energieverbrauch aus der Summe der Wattleistung der Verbraucher (TV, Computer, Lampe) multipliziert mit der verwendeten Zeit ergibt. Veraltet ist die Bezeichnung PS, wobei 1 PS = 735,5W entspricht.
Wechselstrom
Wechselt die Polung im zeitlichen Verlauf, wobei sich negative und positive Phasen ergänzen und einen Mittelwert von Null ergeben. Zudem gibt es bei Wechselstrom verschiedene „Sorten“: Sägezahnspannung (schräg aufbauend, gerade abfallend), Rechteckspannung (rechteckig), Dreieckspannung (dreieckig, schräg auf- und abbauend), die Sinusspannung (vorherrschend und durch einen 360 Grad drehenden Rotor in den meisten Kraftwerken erzeugt) sowie die Mischform (meist im Haushalt durch verschieden angeschlossene Geräte. Wechselstrom besitzt den Vorteil, dass dieser leichter zwischen Spannungen umwandelbar ist. Deshalb wird dieser bevorzugt in Stromnetzten verwendet. Allerdings funktionieren die meisten Geräte mit Gleichstrom (z.B. Computer) und haben deshalb einen Gleichrichter eingebaut. Beim Wechselstrom ändert sich die Fließrichtung periodisch (Frequenz).
Widerstand
Widerstand ist die Eigenschaft eines Materials, den Fluss von elektrischem Strom zu behindern. Er wird in Ohm gemessen. Der Widerstand in einem Stromkreis bestimmt, wie viel Strom durch den Stromkreis fließt, da er in direktem Verhältnis zur Spannung und in umgekehrtem Verhältnis zum Strom steht (gemäß Ohms Gesetz).
Wirkleistung
Die Wirkleistung ist die Scheinleistung abzüglich der Blindleistung. Die Wirkleistung kann für Umwandlung in andere Leistungen (mechanische, thermische, etc.) herangezogen werden.
Zähler
Einrichtung zur Messung und Kontrollinstrument für den Stromverbrauch. Häufig ist der Drehstromzähle. Es gibt allerdings auch den Wechselstromzähler sowie den Leistungszähler.
Zählpunkt
An diesem Punkt wird die Versorgungsleistung (Wasser, Strom, Gas, etc.) bezogen und gezählt. Bei Haushalten ist der Zählpunkt (meist) direkt beim Zähler (Sicherungskasten). Es gibt jedoch auch virtuelle Zählpunkte (Firmen und Wohnanlagen). Jeder Vertrag (Kunde) hat dabei seine eigene Messstelle, der Verbrauch wird allerdings zu einem virtuellen Punkt (Wohnanlage) zusammengefasst. Die Zählpunktbezeichnung hat in Europa 33 Zeichen und besteht aus Buchstaben und Zeichen: 2 [1-2]: Ländercode: DE, AT 6 [3-8]: Netzbetreiber 5 [9-13]: Postleitzahl 20 [14-33]: Zählpunktnummer