Strom kennt keine Grenzen. Das europäische Verbundnetz verbindet Dutzende Länder zu einem der grössten technischen Systeme der Welt. Die Schweiz spielt darin eine besondere Rolle.
In der Schweiz ist Swissgrid für das Übertragungsnetz zuständig: die Hochspannungsleitungen mit 220'000 und 380'000 Volt, die Kraftwerke, Landesgrenzen und Umspannwerke miteinander verbinden. Swissgrid sorgt dafür, dass das Netz jederzeit stabil bleibt. Produktion und Verbrauch müssen sekündlich im Gleichgewicht sein. Weichen sie ab, schwankt die Netzfrequenz, deren europäischer Standard bei 50 Hertz liegt. Schon eine Abweichung von wenigen Hundertstel Hertz löst automatische Regeleingriffe aus.
Die Schweiz ist Teil des kontinentaleuropäischen Verbundnetzes, das heute unter dem Dach von ENTSO-E organisiert ist und von Portugal bis Polen, von Norwegen bis Griechenland reicht. Dieses Netz ermöglicht den Ausgleich von Produktionsschwankungen über grosse Distanzen, den grenzüberschreitenden Stromhandel und die gegenseitige Absicherung bei Ausfällen. Die Schweiz profitiert dabei von ihrer geografischen Lage im Herzen Europas und ihren Pumpspeichern, die kurzfristige Schwankungen rasch ausgleichen können.
In einem früheren Beitrag dieser Serie haben wir erklärt, warum Wechselstrom für den Transport über weite Strecken meist die bessere Wahl ist. Es gibt jedoch Situationen, in denen Hochspannungs-Gleichstrom (HGÜ) Vorteile bietet.
Wechselstrom erzeugt in langen Kabeln sogenannte kapazitive Verluste: Das Kabel selbst verhält sich wie ein Kondensator und «schluckt» einen Teil der übertragenen Energie als Blindleistung. Bei sehr langen Unterseekabeln wird dieses Problem so gross, dass Wechselstrom praktisch unbrauchbar wird. Gleichstrom kennt dieses Phänomen nicht. Ausserdem können HGÜ-Verbindungen zwei Netze miteinander verbinden, die auf unterschiedlichen Frequenzen laufen.
Ab etwa 600 Kilometern an Land und ab rund 50 Kilometern unter Wasser ist HGÜ deshalb oft die wirtschaftlichere Lösung. Bekannte Beispiele sind die Unterseekabel zwischen Norwegen und England sowie das geplante SuedLink-Kabel in Deutschland, das Windstrom aus dem Norden in den Süden transportieren soll. Der Nachteil liegt in den teuren Konverteranlagen, die für die Umwandlung zwischen Wechsel- und Gleichstrom notwendig sind.
Vom einfachen Experiment Faradays bis zum kontinentalen Verbundnetz ist es ein weiter Weg. Das Grundprinzip ist jedoch dasselbe geblieben: bewegte Elektronen in Leitern, gesteuert durch Spannung und Widerstand. Was sich verändert hat, ist die Komplexität des Systems und die Präzision, mit der es betrieben wird. Ein Netz, das Dutzende Länder verbindet und sekündlich im Gleichgewicht gehalten werden muss, ist eine der bemerkenswertesten Ingenieursleistungen unserer Zeit.
Nächste Woche: Wie kommt Strom vom Umspannwerk bis zur Steckdose?
Dieser Artikel ist Teil unserer Serie «Energie einfach erklärt».