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Energie- und Umweltforum

Das «Energie- und Umweltforum» ist eine öffentliche, kostenfreie Veranstaltungsreihe der ZHAW School of Engineering und von Stadtwerk Winterthur. Expertinnen und Experten aus Forschung und Wirtschaft berichten einem breiten Publikum von aktuellen Herausforderungen und Lösungsansätzen in den Bereichen Energie und Umwelt.

Stromnetze und ihre Rolle für die Energieversorgung im 21. Jahrhundert

Die Eindämmung des durch den Menschen verursachten Klimawandels, der im Wesentlichen durch CO2-Emissionen verursacht wird, erfordert einen massiven Ausbau von erneuerbaren Energien. Die erneuerbaren Energien sind zeitlich volatil, können am Ort des Verbrauchers aber auch zentral gewonnen werden. Zentrale Kraftwerke zur Stromerzeugung mit nahezu konstanter Leistung in Kombination mit Stromnetzen haben dazu geführt, dass in den letzten Jahrzehnten in den industrialisierten Ländern jederzeit ausreichend Strom verfügbar gewesen ist.

Nun stellt sich die Frage, wie sich die Stromnetze unter den sich ändernden Rahmenbedingungen entwickeln sollen und werden. Welche Netzebenen sollen ausgebaut werden? Sind grosse Nord-Süd-Hochspannungsleitungen in Europa erforderlich? Welche Konsequenzen ergeben sich, wenn der Netzausbau stagniert? Welche Geschäftsmodelle werden sich entwickeln? 

Referenten

Herausforderungen für das Stromnetz in Winterthur und Massnahmen

Rolf Sorg, Bereichsleiter Elektrizität und Telekom, Stadtwerk Winterthur

Das Stromnetz der Stadt Winterthur steht vor grossen Herausforderungen. Das Wachstum der Stadt, das verdichtete Bauen, der verstärkte Einsatz dezentraler Stromerzeugungsanlagen sowie die Zunahme der Elektromobilität machen den Netzbetrieb deutlich anspruchsvoller. Stadtwerk Winterthur begegnet diesen Herausforderungen mit verschiedenen Massnahmen. Grosse Aufmerksamkeit wird auf die Simulation und Prognose der Energieströme gelegt. Dabei werden die unregelmässigen Stromeinspeisungen durch Photovoltaikanlagen und die unregelmässige Stromnutzung durch Elektrofahrzeuge simuliert. So lassen sich die dadurch entstehenden Netzqualitätszustände berechnen. Ziel davon ist es, allfällige Schwachstellen im Stromnetz zu identifizieren, kostenoptimale Sanierungsmassnahmen abzuleiten und somit auch in Zukunft die hohe Versorgungssicherheit des Stromnetzes der Stadt Winterthur zu gewährleisten. 

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Welchen Einfluss hat der Netzausbau in Europa auf die Schweiz?

Joshu Jullier, Communication Manager, Swissgrid AG

Damit die Energiestrategie 2050 umgesetzt werden kann, muss das Übertragungsnetz modernisiert und ausgebaut werden. Treiber des Netzausbaus in der Schweiz sind neue Grosskraftwerke wie das Pumpspeicherkraftwerk «Nant de Drance», Import, Export und Transit von Strom sowie der Anschluss der Verteilnetze. Der Netzausbau stockt jedoch und stösst auf Widerstand. Die Betroffenen wehren sich gegen neue Leitungen. In Europa ist die Schweiz elektrisch gesehen keine Insel. Die Planung des Netzes muss deshalb koordiniert mit den Nachbarländern geschehen.

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Photovoltaik-Kraftwerke können helfen, die Netzspannung zu stabilisieren

Fabian Carigiet, Wissenschaftlicher Mitarbeiter des IEFE, ZHAW School of Engineering

Der Bundesrat hat in seinen Massnahmen zur Energiestrategie 2050 der Photovoltaik das höchste Gewicht der dezentralen Schweizer Stromerzeugung zugeordnet. Ein Fünftel des Stromverbrauchs soll demnach mit Solarenergie gedeckt werden – das entspricht einer sechsfachen Steigerung im Vergleich zu heute. In einem dreijährigen Forschungsprojekt für das Bundesamt für Energie wurde die Spannungssteigerung bei hoher Solarstromeinspeisung im Verteilnetz, welches direkt die Endkunden versorgt, untersucht. Ein Fazit: In städtischen Gebieten ist bei voller Solarkraft aufgrund des soliden Stromnetzes mit keinen kritischen Spannungserhöhungen zur Mittagszeit zu rechnen. Empfohlen wird den Elektrizitätswerken bzw. Netzbetreibern, die Blindleistungsregelung der Solarwechselrichter zu aktivieren und so den solaren Spannungshub erfolgreich und kostenoptimal zu reduzieren.

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