Grundlagen der elektrischen Energieversorgung

Der Begriff Energie ist aus dem Griechischen entlehnt und bedeutet “wirkende Kraft”. Im Deutschen verwenden wir das Wort Energie für verschiedene Inhalte. Physikalisch bedeutet für uns Energie die Fähigkeit eines Stoffes, Körpers oder Systems, Arbeit zu verrichten. Diese Definition gilt im übertragenen Sinne auch für viele umgangssprachliche Wortverbindungen wie Energiequellen, Energiereserven, Energieträger usw.

Drehstromsysteme zur elektrischen Energieversorgung können in vielen Fällen auf der Grundlage einpoliger Wechselstromnetzwerke beschrieben und berechnet werden. Periodische Wechselgrößen spielen daher in der elektrischen Energietechnik eine wichtige Rolle, obwohl reine Wechselstromsysteme von untergeordneter Bedeutung sind.

Transformationen für Dreiphasensysteme nehmen seit jeher einen bedeutsamen Platz bei der Beschreibung, Berechnung und Messung von Betriebsvorgängen in Drehstromsystemen ein. Gegenüber der Anwendung der originären, “natürlichen”, Größen bietet eine Transformation den Vorteil einfacherer mathematischer Modelle und einer damit verbundenen höheren Anschaulichkeit. Sie gestattet die Behandlung des Drehstromsystems als einheitliches Ganzes, eine notwendige Voraussetzung für die physikalisch richtige Erfassung und Interpretation der in ihm ablaufenden energetischen Prozesse, und fördert gleichzeitig die analytische Erkenntnis des Wesens der Betriebsvorgänge.

Leistungsgrößen in elektrischen Stromkreisen haben wir im Kapitel 2 für kosinusförmige Ströme und Spannungen und im Kapitel 3 für Momentanwerte von Dreiphasensystemen bereits berechnet, ohne jedoch auf ihre Bedeutung für die Auslegung und den Betrieb von elektrischen Betriebsmitteln und vollständigen elektrischen Energieversorgungsnetzen einzugehen. Diese Problematik hat einen so weitreichenden Einfluß auf die elektrische Energieversorgung, daß ihr ein eigenes Kapitel gewidmet werden soll.

Wir haben uns bisher vorzugsweise mit rein technischen Kriterien zur Beurteilung des Prozesses der Elektroenergieversorgung beschäftigt und wollen uns nun einigen wirtschaftlichen Aspekten zuwenden. Ökonomie und Technik wirken wechselseitig aufeinander ein. Die Besonderheiten des Prozesses bedingen einerseits darauf zugeschnittene wirtschaftliche Betrachtungsweisen und andererseits muß seine technische Gestaltung an wirtschaftlichen Maßstäben ausgerichtet werden. Die Elektrizitätswirtschaft hat das Ziel einer möglichst preiswerten Versorgung unter Einhaltung der politischen und ökologischen Randbedingungen. Das Prinzip der Kostenminimierung wird damit für alle Entscheidungen bestimmend. Unter Kosten versteht man den in Geld bewerteten Verzehr an Produktionsfaktoren der für die Erstellung und Verwertung betrieblicher Leistungen erforderlich ist. Man kann fünf große Gruppen von Kosten unterscheiden.