Grobe Funktionsweise unseres Stromnetzes
In Deutschland haben wir ein 3-phasiges Stromnetz. Das bedeutet, dass wir drei Leiter parallel zueinander haben. Viele kennen diese bereits aus der klassischen Drehstromdose, auch Starkstromdose genannt. Was der Unterschied zwischen Gleichstrom, Wechselstrom und Drehstrom ist, könnt ihr im den Elektrogrundlagen nachlesen. Dort ist der Spannungsverlauf auch nochmal schön bebildert.
Diese drei Phasen nennt man in der Fachsprache L1, L2 und L3.
Unser Drehstromnetz hat viele Vorteile gegenüber 1-phasigen Netzen, beispielsweise können wir damit viel Kupfer sparen. Ein Drehstromnetz braucht nur 4 Leiter, ein vergleichbares 1-phasiges bräuchte 6 Leiter, bzw 2 deutlich dickere Kabel. Außerdem hat ein Drehstromnetz zwei mögliche Spannungen: 230 V & 400 V Ein 1-phasiges Netz hat nur 230 V. Und zu guter Letzt kann man mit Drehstrom einen einfachen aber leistungsstarken Elektromotor betreiben, welcher keinen Totpunkt hat und daher aus jeder Position heraus eigenständig starten kann.
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Mit dem im Hinterkopf wird nun auch klar, warum das 4,7 kW Ladegerät vom smart ED4 an der 11 kW Box nur 3,7 kW bekommt. (Siehe FAQ: Warum lädt mein 4,6 kW Ladegerät nur 3,7 kW an der 11 kW Wallbox?)
Was ist nun Schieflast?
Egal ob ein Toaster oder auch nur der Fernseher im Wohnzimmer, fast alles aus unserem Alltag ist 1-phasig. Schließlich hat es nur den kleinen Schuko-Stecker, keinen Starkstromstecker. Würde man nun alles auf L1 legen, hätte man nun eine klassische Schieflast. Die drei Leiter wären nicht gleichmäßig ausgelastet.
Warum ist Schieflast ein Problem?
Das Stromnetz gleichmäßig zu beanspruchen hat viele Vorteile, hier die wichtigsten:
- Aufgrund der ungleichen Auslastung, kann die Spannungsdifferenz zwischen der stark beanspruchten Phase zu einer nicht beanspruchten zu hoch werden. 3-phasige Verbraucher funktionieren dann nicht mehr zuverlässig. Auch 1-phasige Verbraucher schalten dann eventuell ab, weil die Phase zu stark absackt (deren Spannung sinkt).
- Wenn alle nur eine Phase beanspruchen würden, dann wäre der Traffo am Ortsrand zwar überlastet und würde abschalten, obwohl das dreifache an Leistung verfügbar wäre.
- Die Kraftwerke können nur 3-phasig die Leistung hoch und runter fahren, nicht aber für einzelne Phasen. Das ist technisch bedingt.
- Wie wird Schieflast verhindert?
Logischerweise können wir nun aber nicht jeden Staubsauger und jede Raumbeleuchtung mit einem 3-phasigen Anschluss versehen, das stünde einfach nicht mit dem Nutzen im Verhältnis.
Darum hat ein Elektriker beispielsweise die Aufgabe eine Hausinstallation so zu machen, dass wir im Alltag die 3-phasen möglichst gleichmäßig belasten. Da legt er zum Beispiel die Küche mit dem Geschirrspüler auf L1, den Waschraum mit dem Trockner auf L2 und das Bad mit seinem Fön auf L3.
Ein Beispiel aus dem Elektroautoalltag, 3 Ladestationen mit jeweils 3,7 kW:
Selbst wenn man drei mal 11 kW aufhängt, denkt man an die Schieflast. Dann verdreht man alle drei Phasen. Damit sorgt man vor, für den Fall, an allen drei Ladestationen stehen Autos, welche nur 1-phasig laden können. Anstatt sich dann alle auf eine Phase zu stürzen, verteilen sie sich ganz von alleine über alle drei.
Außerdem hat der VDE (Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V.) in Deutschland festgelegt, dass elektrische Verbraucher niemals 1-phasig mehr als 4,6 kW (20 A, siehe Formelsammlung) verbrauchen dürfen. Alles, was höhere Leistungen als diese 4,6 kW braucht, muss seine Leistung über möglichst alle drei Phasen verteilen. Das gilt übrigens auch andersrum: PV-Anlagen mit mehr als 4,6 kW müssen auch mindestens 2-phasig in das Stromnetz einspeisen. Das hat zum Zweck, dass es keine einzelnen Verbraucher gibt, welche alleine große Schieflasten verursachen können.
In der Schweiz und in Österreich ist die Schieflast sogar auf 3,7 kW (16 A) begrenzt, darum gibt's den smart ED4 dort nur mit 22 kW. Übrigens kann man die 7,2 kW auch selbst frei schalten, wie man das macht erfahrt ihr beim DIY-Akku tool.
