LdN 273 - elektrische Leistung vs. elektrische Arbeit

Hallo Philip, hallo Ulf,

in Folge 273 ist mir, wie auch schon in vielen Folgen zuvor, aufgefallen, dass ihr die physikalischen Einheiten Arbeit (kWh) und Leistung (kW) oft gleichbedeutend verwendet bzw. daraus falsche Schlussfolgerungen zieht.

Arbeit (Energie) = Leistung x Zeit

Wenn ein 1 Gigawatt AKW 24h läuft hat es 24 GWh Energie erzeugt. Das Solarkraftwerk mit einem Gigawatt müsste also auch 24h bei Nennleistung laufen um die gleiche Menge an Energie zu liefern. Das schafft es aber nicht mal im Sommer, selbst wenn es sich nördlich des Polarkreises befindet.

Pi mal Daumen bräuchte man also schon eher 2 Gigawatt installierte Solarleistung um ansatzweise die Chance zu haben, die gleiche Menge an Energie erzeugen zu können. Ähnliches gilt auch bei Windkraft. Auch hier bekomme ich nur die Energie der Nennleistung, wenn der Wind entsprechend bläst. Weniger Wind heißt weniger Energie, zu viel Wind im Übrigen auch.

VG
Max

15 „Gefällt mir“

Zustimmung. Auch in der Lage werden (wie fast überall auch) die physikalischen Größen

  • Arbeit (gemessen in [Kilo-/Mega-/Giga-/Tera-]Joule oder meinetwegen auch in [Kilo-/-Mega-/Giga-/…]Wattstunden und
  • Leistung (wird gemessen in [Kilo-/-Mega-/Giga-/…]Watt)

mitunter durcheinandergeworfen, wenn auch weniger als anderswo.

Wenn wir aber schon dabei sind, dann sollte man auch langsam mal mit Formulierungen wie „das entspricht ungefähr drei Atomkraftwerken“ aufhören. Ich rechne heute auch nicht mehr in D-Mark und „ein AKW“ ist meines Wissens nach keine international anerkannte SI-Einheit.

9 „Gefällt mir“

Sofern die „Umrechnung“ stimmt, ist es eher zu begrüßen solche Vergleichsgrößen zu nutzen, wenn es dadurch besser zu begreifen ist.
Gerade bei Energie und Arbeit sind Vergleiche wichtig, um ein besseres „Alltagsgefühl“ für solche Größen zu bekommen.

3 „Gefällt mir“

Dann muss man im selben Satz aber auch sagen „drei AKWs mit je 1400 MW“.
Einfach aus dem Grund, dass nicht jedes AKW die gleiche Leistung liefert.
Und damit man auch mal eine Zahl hört, wenn man mit der was anfangen kann / möchte :slight_smile:

5 „Gefällt mir“

Joah. Aber Vergleichsgrößen haben auch nur dann Relevanz, wenn sie auch in Zukunft von der Mehrheit noch verstanden werden. Und da sind AKWs im deutschsprachigen Raum überwiegend ein Auslaufmodell. Das wäre, wie wenn ich sage, dass ein Blauwal „ungefähr so viel, wie zwölf Opel Admiral“ wiegt. Mit etwas Allgemeinwissen kann man das vestehen, aber die Aussage wird nicht gut altern.

Auf einer tieferen Ebene finde ich auch, wie vom Threadersteller moniert, die Umrechnung per se nicht passend: Das alte Stromnetz mit seinen wenigen Großerzeugern und Begriffen wie „Baseload“ ist anders, als das neue Stromnetz mit seiner dezentralisierten und mitunter herausfordernd chaotischen Erzeugung. Ein Gigawatt intallierter konventioneller Großkraftwerksleistung bedeuten für ein Stromnetz etwas anderes, als ein Gigawatt installierter Peakleistung an Solarenergie. Da gibt es dann auch keinen einfachen Umrechnungsfaktor.

Das ist, wie Äpfel mit Cousinen zu vergleichen. Passt einfach nicht.

4 „Gefällt mir“

Das ist nach dem obigen Hinweis unbestritten.

Mir ging es nicht um richtig oder falsch, sondern um die Möglichkeit Dimensionen oder Größenordnungen besser begreifen zu können.

Also um eine Vorstellung zu gewinnen, wieviel Leistung Deutschland braucht, ist eine Zahl x Gigawatt für viele (mich eingeschlossen) nichts sagend. Aber mit dem Zusatz von dafür benötigt man x Windräder, oder x Atomkraftwerke vermittelt einem das eine gewisse Dimension, oder?

Im Forum hatten wir das Thema auch schon mal und da wurde ein You-Tube Video verlinkt.
Wenn ich es finde häng ich es nochmal rein.

4 „Gefällt mir“

Stimmt, das ist auch nochmal ein entscheidender Punkt, auf welcher Netzebene der Strom erzeugt oder auch verbraucht wird.
Fürs bessere Verständnis ist das hier ganz anschaulich:

3 „Gefällt mir“

Ich schlage vor, dass wir etwas in der Zeit zurückgehen und in Einheiten von menschlichen Sklaven rechnen. Ein Sklave kann dauerhaft (wenn er etwas angetrieben wird) ungefähr 100 Watt leisten, aber nur für ein paar Stunden. Für Dauerleistung 100 W braucht es also 3 Sklaven.

Bei einem deutschen Stromverbrauch von 500 TWh, kommen wir grob auf 500 GW Dauerleistung. Das sind also auf 15 Mrd Sklaven. Oder 200 Sklaven pro Kopf.

Unsere 10 kWp PV-Anlage hat einen erwarteten Jahresertrag von gut 8000 kWh. Das entspricht immerhin ca. 25 Sklaven.

1 „Gefällt mir“

Wäre tatsächlich so als würde man die Leistung eines PKW in Pferden angeben.

1 „Gefällt mir“

Lustig das du es so schreibst, in dem neuen Buch vom Lesch und Holler wird das sogar so dargestellt.
Primärenrgiebedarf in DE 120 Ergometer Radler
Endenergiebedarf in DE 85 Ergoemeter Radler
Windräder = 40 Ergometer Radler
PV = 28 Ergometer Radler
Biomasse = 12 Ergometer Radler
Wasserkraft = 1 Ergometer Radler
Geothermie = 8 „“
Wellen/Gezeiten = 0

1 „Gefällt mir“

Die rund 500 TWh sind der jährliche Verbrauch, ein Jahr hat rund 10000 h, das bedeutet eine durchschnittlichen Leistung von rund 50 GW.

3 „Gefällt mir“

Recht hast du!

Bitte bei meinem Beitrag alle folgenden Zahlen durch 10 teilen.

2 „Gefällt mir“

Es ist wohl schwer zu vergleichen, insbesondere da Atomkraftwerke im Schnitt auch 30% der theoretischen Betriebszeit aufgrund von Wartung oder Defekten still stehen.

Deutsche AKW wohl eher 10%. Außerdem korrellieren Auszeiten zwischen Kraftwerken nicht, wichtig beim Vergleich von Kapazitätsfaktoren.

3 „Gefällt mir“

Nur dass das „alte“ Stromnetz immer noch das aktuelle ist und das neue noch 10-15 Jahre dauert, während jetzt schon die Pfeiler des bestehenden Netzes rausgehauen werden.

1 „Gefällt mir“

Einspruch. Wir sind ziemlich genau in der Mitte des Umbaus. Die Weichen zur Umstellung wurden vor zwei Jahrzehnten mit dem EEG-Gesetz (2000) und dem Atomkonsens (2002) gestellt und das Ziel lautet derzeit der vollständige Umstieg auf Erneuerbare bis spätestens 2045.

Erneuerbare tragen heute knapp die Hälfte zur Stromerzeugung bei (Wind und Photovoltaik knapp ein Drittel). Die Netzbetreiber wissen das seit langem und stellen sich darauf ein. Das neue Stromnetz ist schon längst Realität.

2 „Gefällt mir“

Das Bild passt nicht mehr ganz da inzwischen sehr viel Erneuerbare Leistung an das Übertragungsnetz angeschlossen wird. Auch die Industrie und v.a. Rechenzentren sind direkt angeschlossen.

1 „Gefällt mir“

Naja wir haben schon noch einiges zu tun. Bei 50Hertz sind übrigens mehr als 60% bereits erneuerbare Energie. Wir müssen allerdings häufig sogenannten Redispatch machen (Redispatch) da das Netz leider zu langsam umgebaut wird - genau das große Problem der Energiewende. Auch die großen Transportwege (Erzeugung der Erneuerbaren ist im Norden und Osten überwiegend, Verbrauch im Süden und Westen Deutschlands) sind noch bei weitem nicht fertig…

2 „Gefällt mir“

Hallo Ulf und Philip,
dem kann ich als Planer in der Energiewirtschaft nur beipflichten (Verwechselung von Energie und Arbeit sind alltäglich, aber leider falsch).

Die Ausmaße unseres Energieverbrauches bzw. E-Bedarfs und die Wichtigkeit der Gleichzeitigkeit werden in der Öffentlichkeit meist völlig simplifiziert (leider oft falsch) dargestellt.

In LDN 274 spricht Philip von sinkendem Energiebedarf.
Den er evt. irgendwie mit Fossilemenergiebedarf verwechselt.
Es ist unstrittig, dass der Bedarf an Stromenergie deutlich steigen wird, wenn nicht nur Mobilität, sondern auch Heizungen(Wärmepumpen), Industrieprozesse uvm. umgestellt werden sollen.

Wer sich des Themas stellt wird rasch mit Begriffen wie Volllaststunden, Jahres-Nutzungsgrad und Leistungskredit (s. Wikipedia) konfrontiert.

Viele mögen die Augen und Ohren vor der Realität verschliessen, aber Fakt ist, das der schlimme Begriff der Dunkelflaute auch in den letzten Winterwochen einen nicht unerheblichen Faktor an der Volatilität des Strompreises der entsprechenden Börsen (EPEX/EEX) zur Folge hat.

Wind- und Sonnenkraftwerke tragen nur grob 6% bzw. 0% (!) zur Grundversorgungssicherheit bei.
Haben einen Jahresnutzungsgrad von ~25%-51,4%(je nach On-/Offshore) bzw. PV 9.6% .
Die großen Erfolge der hohen regenerativen Energieversorgung, bedeuten auch, das eigentlich nur dann, wenn die Regenerativen es ermöglichen die teuereren fossilen/konventionellen Kraftwerke verdrängen. Diese aber eine viel längere Zeit(Jahrzehnte) benötigt werden, wenn wir eine 24h/365Tage gesicherte Energieversorgung wünschen.
… und nein, auch ein „unendlicher“ Zubau an Wind- und Sonnenkraftwerken hätte nur zur Folge, dass bei Idealbedingungen durch diese beiden Anlagenarten die Energie zu den Netzen „rausquillt“, soviele Speicher können wir garnicht in der kürze der Zeit mit den Resourcen bereitstellen (s. Spiegel Nr.44/2021).

Ich möchte gerne mit dem Spruch, der wohl auf Prof. Harald Lesch zurückgeht enden:
„Physik gilt auch für die, die sie nicht verstehen.“!

Das Format Lage der Nation vor Ort und die Einbindung der verschiedenen beteiligten Sachverständigen (der Begriff „Experten“ hat ja leider einen schlechten Ruf) war wirklich klasse. Gerne mehr davon.
Für Energiefragen möchte ich gerne Hr. Prof. Dr. Holger Watter empfehlen oder hört doch mal in einen älteren Podcast „BTO unpopuläre Fakten zur Energiewende“ rein.

Vielen Dank für Euer Format und die differenzierten Themen und Analysen

5 „Gefällt mir“

Ich habe es jetzt nicht nochmal nachgehört, aber Ulf hat natürlich recht.

Das ist auch relativ simpel. Die benötigte Energie für Mobilität und Heizung ist in der Zukunft halt nur noch 1/3, vielleicht noch weniger, durch die viel besseren Wirkungsgrade und den COP von WP.
Auch Industrieprozesse werden elektrifiziert und benötigen dann tendenziell weniger Energie.
Medien wie der Spiegel werden halt von Journalisten geschrieben. So wie dort kW und kWh verwechselt wird, so sprechen die möglicherweise auch von so einem Quatsch, dass Energie irgendwo „rausquillt“.
Prof. Lesch ist denk ich unbestrittener Experte, für Physik. Wieso auch er manchmal Unfug postuliert kann man nicht so einfach verstehen. So hat er vor ca. 2 Jahren die E-Mobilität komplett verteufelt mit dem Argument 8760 h im Jahr müsste die max mögliche Ladeleistung für alle E-Autos bereit stehen. Und das wäre „physikalisch so“. Und Lithium gebe es ausschließlich im Peruanischen Hochland. Dass er jetzt in einem aktuelle Podcast ganz kleinlaut zugibt sich nun doch ein E-Auto zu kaufen und Lithium auch woanders herkommen kann, muss man ihm schon hoch anrechnen.

4 „Gefällt mir“