In der Casa Stromhaltig wurde am Freitag Abend gegen 22:00 Uhr eine Messung durchgeführt, die interessante Werte zum Vorschein brachte. Auf Facebook wurde bereits eine Diskussion gestartet, die hier konserviert werden soll.

Irgend ein Elektrotechniker in meinen Reihen? Gemessene Wirkleistung im 5 Minuten Schnitt: 205 W – Gemessene Scheinleistung: 295 W (durch Induktionsmessung). 90W Blindleistung kann das sein? – Ortsnetz Mauer, Freitag Abend ca. 22:00 Uhr. Keine besonderen „Geräte“ am Netz.

Schein- und Wirkleistung. Um was es eigentlich geht?

Dreht sich ein Elektromotor, dann ist er sowohl Verbraucher als auch Erzeuger von elektrischer Energie (=Dynamo und Motor).  Die Energie, die der Motor zum drehen aus dem Strom nehmen kann, ist die Wirkleistung. Die Energie, die erzeugt wird, ist die sogenannte Blindleistung, die nicht für das Drehen eines (anderen) Motors genutzt werden kann. Da der Motor an einem Anschlusskabel hängt, nimmt die Blindleistung den gleichen Weg aus dem Gerät, wie die Wirkleistung in das Gerät. Auf den Leitungen zum Motor fließt somit sowohl Wirkleistung als auch Blindleistung = Scheinleistung.

Bei den Elektrotechnikern ist ein Bier-Glas Bild bekannt, welches als Eselsbrücke dienen kann und die Zusammenhänge eigentlich ganz gut erklärt.

Im Stromnetz gibt es Wechselspannung, d.h. die beiden Pole wechseln sich 50 mal die Sekunde ab, was zu einer Sinuskurve führt. An den höchsten und tiefsten Punkten kann man die Wirkleistung messen. Der Betriebszustand des Elektromotors, bei dem die Blindleistung ins Netz eingespeist wird, ist leicht phasenverschoben, d.h. weicht von der Sinuskurve ab. Diese Abweichung wird als cos PHI bezeichnet.

Würde die Blindleistung im Netz so hoch werden, wie die Wirkleistung, dann würde sich ein Elektromotor nicht mehr drehen, denn de-facto ist keine nutzbare elektrische Energie vorhanden ist (?). Mittels Kondensatoren (zum Beispiel PV-Wechselrichter) wird die Blindleistung durch die Netzbetreiber aktiv kompensiert (aus dem Netz genommen).

Eine andere Art der Entstehung von Blindleistung, ist der Transport von Wechselstrom über weite Strecken. Jedes Stromkabel kann man als eine Spule ansehen, die 1 Wicklung hat – somit wie das, was den Elektromotor zum Laufen bringt. Ein Wechselstromkabel quer durch Deutschland hat damit extreme Probleme mit Blindleistung, die kompensiert werden muss (zum Beispiel durch Installation eines sehr großen Solarparks direkt neben einem Umspannwerk).

Wer es geschafft hat, bis zu diesem Zeitpunkt zu lesen, der hat wahrscheinlich viele Fehler gefunden – bitte ich zu entschuldigen…

Messung

Ein privater Stromkunde zahlt lediglich für Wirkleistung. Anders ist dies bei Industriekunden, die viele und große Elektromotoren im Einsatz haben.  Den Aufwand, den die Netzbetreiber haben, um die Blindleistung wieder aus dem Netz zu bekommen, lassen sie sich bezahlen. Am Smartmeter (bei mir Easymeter) eines privaten Haushaltes kann somit die Wirkleistung je Phase abgelesen werden.

Mit einer Messeinrichtung, die auf Induktion basiert – wie zum Beispiel die Smappee kann die Scheinleistung ermittelt werden. Diese Geräte funktionieren mit Klemmen, die um die Phase herum gemacht werden. Diese Klemmen messen das elektrische Feld, welches vom Kabel ausgeht. Da unbekannt ist, ob das Feld von der Wirkleistung oder von der Blindleistung kommt, zeigen diese Geräte nur die Scheinleistung an (gesamte Menge an elektrischer Energie, die durch das Kabel geht). Die Genauigkeit dieser Messung wird deutlich unter den geeichten Haushaltszählern für Wirkleistung liegen.

Laut Spezifikation mitteln beide Geräte die Werte auf 2 Sekunden, wodurch ein Messwert je Phase für die Wirkleistung und die Scheinleistung entsteht. Als gültige Messung wurde angesehen, wenn innerhalb von 5 Minuten alle 2 Sekunden ein Wert ermittelt werden konnte (=150 Werte je Phase für Wirk- und Scheinleistung). Um Effekte durch zeitlichen Versatz zu vermeiden, sind die Werte über 5 Minuten gemittelt worden.

Wirkleistungsmessung: 205W
Induktionsmessung: 295W

Macht 90W Blindleistung.

Ein Wert der zumindest nach meinem Gefühl für ein Wohngebiet + Haushalt an einem Freitag Abend einfach zu hoch ist.

Wie es nicht unbedingt anders zu erwarten war, verteilen sich die Werte für die Blindleistung auf jede der Phasen (fast) gleichmäßig.

Eine andere Messung, als die Waschmaschine am laufen ist:

Wirkleistungsmessung: 834W
Induktionsmessung: 890W

Da die Geräte ihre Werte an den Volkszähler liefern, kann gerne Zugriff auf die Livedaten auf Anfrage eingerichtet werden.

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Veröffentlicht von Thorsten Zoerner

Seit dem Jahr 2007 beschäftige ich mich mit den Themen Stromnetz und Strommarkt. Parallel dazu entstand ein Blog, um Informationen zu den jeweiligen Themen bereitzustellen. Er ist unter blog.stromhaltig.de zu finden. Über das Thema Energiewirtschaft habe ich bislang drei Bücher veröffentlicht. In meinem 2014 erschienenen Buch zum Hybridstrommarkt beschreibe ich ein Marktdesign, das in Deutschland in das Gesetzespaket Strommarkt 2.0 aufgenommen wurde. Hierbei werden zwei Technologien des Strombezugs vereint: der Hausanschluss mit Bezug bei einem klassischen Stromanbieter und einen alternativen Bezug von erneuerbaren Energien. Die wirtschaftlichen Vorteile für ein solches Marktdesign sind erwiesen. Auch die Digitalisierung beeinflusst die Energiewirtschaft von morgen. Daher habe ich mich intensiv mit dem Thema Blockchain Technologie befasst. Blockchain ist eine Technologie, die den Austausch und die Dokumentation von Daten vereinfachen kann. Daher kann diese Technologie mithilfe der digitalen Möglichkeiten das heutige Energiesystem revolutionieren. Denn damit ist eine automatische Abgleichung von Energieerzeugung und Energieverbrauch möglich. Um zukünftige Herausforderungen und Chancen mitgestalten zu können, habe ich 2017 die Firma STROMDAO gegründet. Dort bin ich Geschäftsführer und möchte dafür sorgen, dass mithilfe der Blockchain Technologie und dem Hybridstrommarkt eine digitale Infrastruktur für die Energiewirtschaft der Zukunft aufgebaut wird. Der STROMDAO Mechanismus zur Konsensfindung für den Energiemarkt unterstützt dabei die Marktkommunikation aller beteiligten Akteure.

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