Elektrische Energieversorgung

In den industriell entwickelten Ländern der Erde ist eine flächendeckende Versorgung mit elektrischer Energie vorhanden. Die elektrische Energie ist aber kein natürlich vorkommender Energieträger und muss deshalb aus anderen Energieträgern (der so genannten Primärenergie) „erzeugt“ werden. Es gilt selbstverständlich auch bei diesen Prozessen der Energieerhaltungssatz, sodass vorhandene Energie ausschließlich in andere Energieformen umgewandelt werden kann. Besonders aber in der elektrischen Energieversorgung bezeichnet man den Teil der Energiewandlung bzw. den Vorgang zur Bereitstellung elektrischer Energie in Kraftwerken nicht ganz präzise als Energieerzeugung. Im Unterschied zu anderen Energieträgern kann elektrische Energie mit einem vertretbarem Aufwand nur sehr begrenzt sinnvoll gespeichert werden. Damit hängt der Betrieb bzw. die Einsatzplanung/-steuerung (und die technische Ausführung) der Kraftwerke stark vom aktuellen Bedarf im Versorgungsnetz ab. Weitere Aufgaben in der elektrischen Energieversorgung sind die Übertragung und die Verteilung der elektrischen Energie. Hierzu zählt der Aufbau und Unterhalt des Versorgungsnetzes, in dem mehrere Kraftwerke elektrische Leistung einspeisen und Verbraucher gleichzeitig diese Leistung wieder entnehmen. Dabei muss das Versorgungsnetz eine äußerst verlässliche Verfügbarkeit der elektrischen Energie gewährleisten. Die zuverlässige Übertragung und Verteilung elektrischer Energie verursacht mittlerweile höhere Kosten als die eigentliche Energieerzeugung, woraus die wirtschaftliche Bedeutung dieses Themenfelds ersichtlich wird. Ein Spezialthema in diesem Zusammenhang ist das Bordnetz in einer mobilen Anwendung. Flugzeuge, Schiffe, Kraftfahrzeuge und teilweise auch Schienenfahrzeuge können nicht mit einem Versorgungsnetz verbunden werden und brauchen deshalb eine eigene autarke elektrische Energieversorgung. Besonders Kraftfahrzeuge weisen einen von Modellreihe zu Modellreihe stetig steigenden elektrischen Energieverbrauch auf, da immer mehr Funktionen im Fahrzeug mit elektrischen Geräten gelöst werden. Als Beispiele können die elektrische Lenkung, die elektrisch angetriebene Wasserpumpe und der elektrisch angetriebene Kompressor für die Klimaanlage aufgeführt werden. Die für diese Geräte notwendige mechanische Antriebsleistung wurde und wird mechanisch direkt von der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors abgenommen. Elektrisch angetriebene Geräte können jedoch bedarfsgerecht zugeschaltet werden, sodass der Gesamtenergieverbrauch des Fahrzeugs (= Kraftstoffverbrauch) durch diese Maßnahmen gemindert werden kann. Besonders bei der Verteilung elektrischer Energie müssen vorgegebene Schutzmaßnahmen eingehalten werden, da wie bei jedem Transport von Energie auch hier das vorhandene Gefährdungspotenzial soweit als möglich reduziert werden muss.