Blog.-Ing.

Solange die Freileitungen nicht alle unter die Erde verlegt worden sind, kommt man beim Wandern ab und zu an einem Freileitungsmasten vorbei und kann ihn dann, wenn man will, für sein Blog fotographieren.



Es gibt viele verschiedene Formen und Typen von Freileitungsmasten - angefangen von den ganz einfachen aus Holz oder Beton bis hin zu den Masten für Hoch- und Höchstspannungsleitungen. Und diese Formen und Typen gibt es in zwei Ausprägungen: Tragmasten und Abspannmasten. An den Tragmasten ist das Freileitungsseil an den Isolatorketten aufgehängt (oder wird - bei kleineren Masten - von den Isolatoren gestützt). Die Isolatorketten (das sind die Dinger, die so ziehharmonika-artig aussehen) werden nur vom Gewicht des Freileitungsseils belastet.

Das obige Bild zeigt einen Abspannmast. Hier werden die Isolatorketten nicht nur mit dem Gewicht des Freileitungsseils bis zum nächsten Masten belastet, sondern auch mit der Zugkraft, die benötigt wird, damit das Seil zwischen den Masten nicht zu weit durchhängt. Außerdem werden Tragmasten oft dort eingesetzt, wo die Hochspannungsleitung einen Knick macht - bei Tragmasten hängen die Isolatorketten sonst schief weg und das finden Ingenieure nicht so hübsch.



Der gezeigte Abspannmast ist aber kein gewöhnlicher Abspannmast, sondern außerdem ein Verdrillungsmast. Auf einem Verdrillungsmasten wird die Reihenfolge, in der die Freileitungsseile auf dem Mast geführt werden, geändert. Damit soll erreicht werden, dass jedes der drei Freileitungsseile, die zu einem sogenannten System zusammengehören, über die Länge der Freileitung jeweils gleichoft links oder rechts oder in der Mitte (oder links unten oder rechts unten oder oben) verlaufen. Sonst weichen die elektrischen Eigenschaften der drei einzelnen Komponenten im System zu sehr voneinander ab - das System wird unsymmetrisch.

Verdrillungsmasten sind also keine Ingenieurs-Hütchenspielerei (welche Phase haben wir unter Spannung gesetzt? Versuchen Sie Ihr Glück jetzt! Das Elektron ist schneller als das Auge...), sondern dienen dazu, die Freileitung "auszuwuchten", damit sie elektrisch rund läuft.

Heute früh habe ich eine Radioreportage über alternative Energien in den USA gehört. Es ging um Solarfarmen in Texas, in denen mittels Spiegeln Wasser erhitzt und dann zur Energieerzeugung verwendet wird. Einer der Manager hat wohl während einer Pressekonferenz eine Isolierkanne Kaffee hochgehalten und gesagt, in der Kanne steckt genausoviel Energie wie in der Laptop-Batterie da.

Nun gut, das mag stimmen, kommt auf die Speicherkapazität des Akkus an und auf die Temperatur des Kaffees. Jedenfalls ist es sehr anschaulich - genau das richtige für eine Pressepräsentation. Trotzdem ist es nur die halbe Wahrheit.

Denn mit dem Laptop-Akku (und einem kleinen Tauchsieder) kann man eine Kanne Kaffee erhitzen, aber es gibt keine technische Vorrichtung, mit der man 70° warmen Kaffee verwenden kann, um einen Laptop-Akku zu laden.

Die im Akku gespeicherte elektrische Energie ist hochwertiger als die, die im Kaffee steckt. Warum das so ist, beschreibt der 2. Hauptsatz der Thermodynamik. Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik war in den Vorlesungen zur Kraftwerkstechnik nicht sonderlich, naja, beliebt. Dabei ist der technische Sachverhalt, den er beschreibt, eigentlich recht einfach.

Je nach Interpretation besagt er beispielsweise, dass man ein neues Kartenspiel zwar durch Mischen in Unordnung bringen kann, aber beliebig lange mischen muss, um alle Karten in die ursprüngliche Reihenfolge zu bringen.
"All the king's horses..."

In einer anderen Interpretation macht der 2. Hauptsatz der Thermodynamik eine Aussage über die Qualität von Energie und teilt sie auf in Exergie und Anergie. Nur die Exergie kann in andere Energievormen überführt werden. Dieser Exergie-Anteil ist im Laptop-Akku hoch, in der Kaffeekanne gering.

Grundsätzlich kann elektrische Energie sehr gut und mit verhältnismäßig wenig Verlusten in andere Energieformen umgewandelt werden - mit einem E-Herd in Wärme, mit einer Leuchtstoffröhre in Licht, mit einem Elektromotor in Bewegung. Wärmeenergie bei verhältnismäßig geringen Temperaturen (also alles, was man in Thermoskannen unterbringen kann, ohne dass sie platzt), kann dagegen eher schlecht in andere Energieformen wandeln.

Das ist auch der Grund, wieso in der Regel Stromleitungen zu unseren Wohnungen führen und keine Fern-Kaffee-Leitungen. Wobei, der Gedanke hätte was für sich. Segafredo wäre sofort groß im Geschäft.

Auf dem Gelände des französischen Atomkraftwerks Tricastin ist in der Nacht von vorgestern auf gestern radioaktive Flüssigkeit ausgetreten und in die Umgebung gelangt. Die französische Atomsicherheitsbehörde ASN spricht von 30 m³. Das entspricht etwa 100 vollen Badewannen.

Je nach veröffentlichendem Presseorgan kann man seit gestern entweder 30 m³ lesen, oder 30.000 Liter, je nachdem, ob die ausgetretende Menge möglichst groß oder möglichst unbedeutend erscheinen soll.

An der Tatsache, dass ein Fehler bei der Dekontamination von leicht radioaktiven Flüssigkeiten auf dem Gelände des Kraftwerks zu einem Überlaufen des dafür vorgesehenen Behälters geführt hat, ändert das nichts. Auch nicht daran, dass das Auffangbecken, das genau für so einen Störfall errichtet wurde, zu dem Zeitpunkt wegen Bauarbeiten undicht war und die Flüssigkeit deshalb in die Kanalisation und zwei Flüsse gelangen konnte.

Sicherheitssysteme in Kernkraftwerken sind immer hochgradig redundant. Das soll verhindern, dass das Versagen eines Systems, aus welchem Grund auch immer, zu einem Versagen des Gesamtsystems führt. Dass die Dekontamination der Flüssigkeiten fortgesetzt wurde, obwohl das Rückhaltebecken wegen Bauarbeiten undicht war, zeigt, was Schlamperei und Gedankenlosigkeit und vor allem Murphy trotz aller Redundanz anrichten können.

Zweifellos wird der Unfall dazu führen, dass Sicherheitsregeln verschärft und Abläufe restriktiver gehandhabt werden. Jeder Unfall trägt dazu bei, zukünftige Unfälle zu vermeiden. Jeder Unfall sollte aber auch dazu beitragen, sich bewußt zu machen, dass es absolute Sicherheit nicht geben kann - nur Nachlässigkeit ist immer vorhanden. Das, und nicht, ob man 30 m³ oder 30.000 Liter schreibt, sollten die Entscheidung beeinflussen, ob das Risiko politisch verantwortet werden kann.

Aber morgen ist dann wieder irgendein Känguru aus einem Zoo ausgebrochen. Oder der Ölpreis nochmal um 5 Dollar gestiegen. Oder die Bayern haben den Klinsmann rausgeworfen und Matthäus eingestellt.

Na, Hauptsache, er kommt nicht zum Club. Wo war ich?

Was passiert, wenn der Schutz mal nicht richtig funktioniert, kann man sich hier angucken:



Das Video ist praktisch schon eine Legende.

Gestern wurde ein Vorfall im slowenischen Kernkraftwerk Krsko bekannt, bei dem nach einem Leck im primären Kühlkreislauf der Reaktor heruntergefahren wurde. Ein offizieller Bericht über den genauen Hergang liegt noch nicht vor; klar ist im Moment allerdings schon, dass bei der Meldung des Vorfalls erhebliche Verwirrung entstanden war, was den Umfang und das Ausmaß des Vorfalls angeht.

Diese Verwirrung und die große Sensibilität bezüglich des Themas Kernenergie hat (neben der Tatsache, dass die entsprechenden Online-Medien Klicks erzeugen und Geld verdienen wollen) dazu beigetragen, dass gestern so ziemlich alles von "Zwischenfall" und "Störfall" bis hin zu "(Atom-)Unfall" zu lesen war.

Auf den Internetseiten des Bundesamtes für Strahlenschutz kann man sich die internationale Bewertungsskala (INES) ansehen, nach der solche Vorfälle in kerntechnischen Anlagen eingeteilt werden. Auf den Internetseiten der Internationalen Atomenergie-Organisation findet sich das komplette Handbuch, nach dem die Vorfälle kategorisiert und bewertet werden.

Natürlich kann man von den Medien nicht erwarten, dass sie diese Kategorisierung selber und auf die Schnelle vornehmen. Inzwischen sind die Meldungen aber von den Hauptseiten der meisten Onlinemedien wieder verschwunden; insofern hat also eine Kategorisierung stattgefunden. Und es ist ja auch schön, dass die Bauern ihre teurer gewordene Milch loswerden und nicht auf der Molke sitzenbleiben.

Nach der Novellierung des Gesetzes über die friedliche Verwendung der Kernenergie und den Schutz gegen ihre Gefahren ("Atomgesetz") erlischt die Berechtigung zum Betrieb eines Kernkraftwerkes, nachdem die für dieses Kernkraftwerk festgelegte Reststrommenge erzeugt worden ist.

Man kann sich das ganz grob bildlich so vorstellen: Jedes Kernkraftwerk entspricht nach dem Atomgesetz einem Wasserbassin, dessen Füllstand zum Stichtag festgelegt wurde. Dann kam ein Deckel auf das Bassin, und seitdem wird Wasser aus den Bassins abgelassen, sprich elektrische Energie in den Kernkraftwerken erzeugt. Wenn das Bassin leergelaufen ist, wird das Bassin sofort abgebaut; eine einmal erloschene Betriebsberechtigung zu reaktivieren ist nämlich mit kaum absehbaren Schwierigkeiten verbunden.

Auf den Internetseiten des Bundesamtes für Strahlenschutz kann man sich eine Tabelle mit Reststrommengen für die deutschen Kernkraftwerke ansehen.

Dabei fallen zwei Vorgänge auf: Die verbleibende Reststrommenge des Kernkraftwerks Obrigheim, das 2005 außer Betrieb genommen worden ist, wurde auf das Kernkraftwerk Philippsburg 1 übertragen. Über die Verwendung der Reststrommenge des Kernkraftwerks Stade, das 2003 außer Betrieb genommen worden war, ist noch nicht entschieden worden. Anträge, eine Reststrommenge des Kernkraftwerks Mülheim Kärlich (das nach zwei Jahren im Probe- und genau 100 Tagen im Regelbetrieb wieder vom Netz genommen wurde und auch als Mülheim-Kläglich bekannt ist) auf andere Kraftwerke zu übertragen, wurden bisher abgelehnt.

Und die Kernkraftwerke, bei denen die Reststrommenge innerhalb der laufenden Legislaturperiode verbraucht werden würde, produzieren deutlich weniger, als man aufgrund der Vorjahreswerte erwarten könnte. Sowohl bei den Kernkraftwerken Biblis als auch beim Kernkraftwerk Brunsbüttel hat man es mit dem Wiederanfahren nach den erzwungenen Stillständen nicht so wirklich eilig.

Wäre ja doof, wenn die Betriebserlaubnis erlischt, bevor man in der nächsten Legislaturperiode ein Loch in den Deckel des Bassins bohren kann.

Die Recommended Daily Allowance, auf deren Richtwert die Nährwertangaben auf vielen Lebensmitteln beruhen, wird gerne als 2.000 kcal angegeben.



Das sind, wenn man in die internationalen SI-Einheiten umrechnet, 8.372.000 Watt-Sekunden verteilt auf 24 Stunden oder 24 Stunden mal 60 Minuten pro Stunde mal 60 Sekunden pro Minute, also etwa 96,9 Watt oder, wenn man ein bisschen rundet, knapp 100 Watt.



Damit kann man, wenn man Lust dazu hat, den Energiebedarf der Matrix abschätzen. Oder sich überlegen, dass wir, jeder von uns, einen Grund-Energieverbrauch von 100 Watt mal 24 Stunden pro Tag mal 365 Tage pro Jahr haben, also 876 Kilowatt-Stunden oder, wenn man ein bisschen rundet, knapp 1.000 kWh pro Jahr.

Das ist in etwa auch der Elektroenergieverbrauch eines (sparsamen) Einpersonen-Haushalts, ohne Heizung, ohne Warmwasser.

Jetzt kann man mal ganz grob postulieren: Wenn wir es schaffen würden, doppelt soviele Menschen, wie heute auf der Erde leben, mit Nahrung zu versorgen (was wir wohl schaffen würden, wenn da etwas Verschwendung und ein paar grobe Ungerechtigkeiten beseitigt werden würden), dann könnte man den Elektroenergiebedarf mit nachwachsenden Rohstoffen decken.

Mit der Energie aus Wasserkraft und Wind- und Solarenergie können wir ja dann noch heizen, Warmwasser bereiten und die ganzen Landmaschinen betreiben. Klingt doch nach einem guten Plan.

Elektrische Energie läßt sich praktisch nur sehr schwer in für die Energieversorgung signifikanten Mengen speichern. Das erscheint erst mal seltsam. Man denkt sofort an den Akku für den MP3-Player oder eine dicke Autobatterie und meint, ist doch kein Problem, da nimmt man eben ein paar mehr und schaltet die alle zusammen.

Tatsächlich hat man solche Batteriespeicher in kleinen Inselnetzen, also in Netzen, die über keine Verbindung zu einem größeren Versorgungsnetz verfügen, genutzt, z.B. in in West-Berlin, als West-Berlin nicht nur von der Elektroenergieversorgung her eine Insel war. Im europäischen Verbundnetz gibt es einige Speicherkraftwerke, die in Schwachlastzeiten (also z.B. nachts) Energie aufnehmen und in Hochlastzeiten (also z.B. mittags) Energie abgeben.

Meistens sind das Pumpspeicherkraftwerke, die Wasser von einem niedrigeren See oder Fluss in einen höhergelegenen Speichersee pumpen (und dabei Energie verbrauchen) und dann wieder ablassen (und dabei Energie erzeugen). Eines der größten davon ist das Pumpspeicherkraftwerk Goldisthal in Thüringen, und auf dem Satellitenbild ist gut zu erkennen, welcher riesige Eingriff in die Natur dafür notwendig ist. Deshalb bielbt es dabei: Elektrische Energie läßt sich praktisch nur sehr schwer in für die Energieversorgung signifikanten Mengen speichern.

Dennoch ist es auf lange Sicht genau das die Aufgabe, die zu lösen ist. Denn die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern und der nuklearen Energieerzeugung kann nicht alleine durch Windkraft oder Solarenergie abgelöst werden. Dazu ist der Verbrauch elektrischer Energie zu wenig davon abhängig, wie der Wind weht und die Sonne scheint, und Erzeugung und Verbrauch müssen zu jedem Zeitpunkt übereinstimmen. Also braucht man einen Zwischenspeicher, und der muss viel größer sein als alles, was es bisher im Energieversorgungsnetz gibt.

Nachgedacht wird deshalb über Wasserstoff als Zwischenspeicher, nachgedacht wird deshalb darüber, das Energieversorgungsnetz noch weltumspannender zu machen (irgendwo scheint immer die Sonne, und irgendwo ist immer gerade Mittag), und nachgedacht wird auch darüber, Verbrauch und Erzeugung intelligenter zu steuern, als das heute der Fall ist.

Wenn ich nicht gerade über Kopierer/Fax/Drucker/Scanner sinniere, dann denke ich da mit. Das ist doch was zum in den Spiegel gucken.

Als Berater für Systemdynamik bei der etwas größeren ortsansässigen Firma habe ich es mit allen Arten von Kraftwerken zu tun. Auch mit Kernkraftwerken. Aber immer nur von der elektrischen Seite her. Wo der Dampf herkommt, der die Turbine antreibt, spielt dabei keine Rolle. Eigentlich. Die normativen Anforderungen sind größer, die Sicherheitsfaktoren höher, die Redundanzen stärker. Aber sonst: Business as usual. Eigentlich.

Natürlich hat man als Ingenieur auch ein bisschen was dazu gelernt, was auf der anderen Seite des Containment stattfindet. Für den Laien findet sich bei der BBC eine gute Übersicht über den nuklearen Brennstoffkreislauf.

Und ich glaube, auch dem Laien fällt auf, dass das mit dem Kreislauf nicht so ganz die Wahrheit trifft. Irgendwie endet der Kreislauf immer bei einer Atombombe oder in der nicht weiter aufgeführten, weil wohl zu unspektakulären Endlagerung (gegebenenfalls auch per weiträumiger Verteilung des abgereicherten Urans über Schurken- oder sonst aus der Mode gekommenen Staaten).

Es erscheint absurd, dabei von einem Kreislauf zu sprechen. Mehr Sinn macht da schon der Begriff Erdöl-Kreislauf, der dauert immerhin nur ein paar Zig-Millionen Jahre und nicht bis zum nächsten Urknall.

Strom kommt aus der Steckdose. Und Dampf aus dem Containment. Business as usual. Eigentlich.

Alle Stromanbieter müssen genau die Energie zur Verfügung stellen, um den Strombedarf ihrer Kunden decken zu können. Dazu schließen sie, solange der Strombedarf einigermaßen planbar ist, langfristige Lieferverträge mit den Stromerzeugern ab.

Weil Planung und Realität aber nicht immer übereinstimmen, muss manchmal auch kurzfristig Energie beschafft werden. Technisch funktioniert das über die Frequenzregelung, kaufmännisch über die European Energy Exchange. Dort wird Strom gehandelt, als wären es Schweinehälften. Glaube ich, ich habe nämlich keine Ahnung, wie Schweinehälften gehandelt werden.

Je kurzfristiger der Liefervertrag ist, umso höher ist üblicherweise der Preis. Der Preis ist außerdem umso höher, je knapper die Ware Strom, d.h. je größer der Strombedarf zu dem Zeitpunkt gerade ist.

Wenn man sich den Preisverlauf über ein Quartal anguckt, dann ist nicht zu übersehen, dass der Strom am Wochenende tendenziell billiger ist, weil dann zwar vielleicht der Kühlschrank öfter auf- und zugeht, aber in den Büros und Fabriken weniger Licht brennt. Tagsüber ist der Spotpreis höher als nachts, weil es dann dunkler ist als draußen.

Und ab und zu hat sich mal jemand wirklich richtig verplant, oder McDonands hat besonders viele McRibs gefertigt und den Schweinehälften-Preis hochgetrieben, oder irgendwo ist der Trafo eines Kernkraftwerkes abgebrannt.

Weiß jemand, ob am 27.07.2006 irgendwas besonderes war?