Kurs 3: Strom

Von der Sahara zum Smart Grid – Stromnetze und Optimierung

Unsere Wirtschaft und unser gesellschaftliches Leben in Deutschland sind auf die stetige und unbegrenzte Verfügbarkeit von Strom angewiesen. Gleichzeitig bedrohen jedoch die konventionellen Stromerzeugungsarten durch den Ausstoß klimaschädlicher Gase oder durch giftige Abfallprodukte unsere Umwelt. Durch die politische Entscheidung der Klimawende steht Deutschland in Fragen der Produktion, des Transports und des Verbrauchs von Strom vor besonderen Herausforderungen. Für eine nachhaltige Entwicklung von neuen Stromerzeugungskonzepten ist es daher notwendig, den gesamten Stromfluss zu betrachten.

Physikalische und mathematische Analyse

Um dies zu erreichen, müssen die verschiedenen Ansätze mit Hilfe unterschiedlicher Naturwissenschaften betrachtet werden. Welche Methoden der Energieerzeugung gibt es und welche eignen sich, um den verschiedenen Anforderungen an eine umweltfreundliche und effiziente Stromerzeugung gerecht zu werden? Wo kann Strom am effektivsten produziert und wie am effizientesten zu den Verbrauchern transportiert werden? Was sind die wichtigsten Bereiche der Stromnutzung? Die Antworten auf diese Fragen sollen im Rahmen des Kurses mithilfe physikalischer und mathematischer Ansätze umrissen und analysiert werden.

Der erste Teil des Kurses beschäftigt sich mit den verschiedenen Stromerzeugungsarten und ihren Vor- und Nachteilen hinsichtlich Umweltverträglichkeit und Effizienz. Dies wird auch im Kontext einer zu garantierenden Versorgungssicherheit beleuchtet werden. Bezüglich des Stromtransports setzt sich der Kurs damit auseinander, welchen mathematischen Prinzipien Stromnetze folgen. Es wird untersucht, welche Implikationen sich daraus für die Optimalität dieser Netze hinsichtlich der Frage ergeben, welche Haushalte von welchen Kraftwerken versorgt werden sollen. Als wichtige Komponente zur Lösung dieser Frage wird eine mögliche Dezentralisierung der Stromversorgung und damit einhergehende Verringerungen von Transportstrecken und Stromverlusten betrachtet.

Die Verantwortung der Verbraucher

Während des zweiten Kursteils wird die Rolle des Verbrauchers beleuchtet. Was bedeutet verantwortungsvoller und umweltbewusster Stromkonsum für Bürger und Unternehmen? Was bedeutet es für Stromnetze, wenn immer mehr Privathaushalte selbst zu Stromerzeugern werden und die Stromproduktion dadurch zunehmend dezentralisiert wird? Auch die Vorteile neuer technischer Geräte wie dem sogenannte Smart Meter, einem intelligenten Stromzähler, werden hinsichtlich Stromverbrauchsprüfung und Netzauslastungsoptimierung betrachtet.

Um diesen Fragen zu begegnen und sie fachgerecht zu diskutieren, soll ein umfassender Einblick in die aktuelle Forschung verschiedener Fachbereiche der Naturwissenschaften gewährt und durch Diskussion vertieft werden.

Den Kurs leiten Ria Grindel und David Vjazner.

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