Warum kann Strom zugleich in beide Richtungen fließen?
Wie ist es möglich, auf derselben Leitung Strom zu beziehen und Strom einzuleiten?
Betrachtet man das, was üblicherweise als Stromfluss verstanden wird, aus physikalischer Sicht, handelt es sich nicht um einen Fluss. Vielmehr handelt es sich um eine Impulsweitergabe. Unter Spannung gesetzt, bewegen sich die Elektronen eines Leiters, stoßen die Elektronen des nächstliegenden Atoms an, die den Impuls an die Elektronen des nächsten Atoms weitergeben – so dass am Ende der Eindruck entsteht, der Strom würde durch den Leiter von einem Punkt zum anderem fließen.
Da Impulsweitergabe in beide Richtungen möglich ist, kann auch der Strom in beide Richtungen „fließen“. Deshalb ist es auch möglich auf ein und derselben Leitung Strom zu beziehen, etwa um diverse Haushaltsgeräte zu betreiben und Strom einzuleiten, etwa wenn ein Haus eine PV-Anlage hat und der überschüssige Strom an das Netz abgegeben wird.
Allerdings wurden Netze bislang so gebaut, dass sie auf eine weitgehend konstante Fließrichtung ausgelegt waren: von großen Erzeugern, etwa kalorischen Kraftwerken oder Wasserkraftwerken, hin zu den Verbrauchern. In der Nähe der großen Erzeuger haben Netze bzw. die Leitungen daher einen großen Querschnitt, um viel Strom transportieren zu können, je näher es an die Endverbraucher geht, desto dünner wird der Leitungsquerschnitt bzw. feiner verästelt wird das Netz.
Für die Energiewende ist das eine große Herausforderung. Denn wenn nun PV-Anlagen von Einfamilienhäusern Strom auf der relativ aufnahmeschwachen, „dünnen“ Seite einbringen, muss dieser Strom sehr schnell einem Verbraucher zugeführt werden. Sonst droht eine Überlastung.
Netze so zu planen und zu dimensionieren, dass das System auch in Zukunft die zunehmend beidseitigen Stromflüsse bewältigen kann, ist daher eine große, wenn auch öffentlich nicht immer ausreichend beachtete Voraussetzung für das Gelingen der Energiewende. Smartmeter, die lokale Lastflüsse nachvollziehbar machen, leisten bei dieser Aufgabe eine große Hilfe. Sorgen wegen Datenschutzes muss sich in diesem Kontext allerdings niemand machen: Einzelnen Personen oder Haushalten können die aufgezeichneten Lastflüsse nicht zugeordnet werden, sie werden immer kumulativ für ein bestimmtes Nutzerkollektiv erfasst.
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