Warum Gleichstromübertragung?
Die Hochspannungs-Gleichstromübertragung ist besonders vorteilhaft, wenn sehr lange Leitungen realisiert werden müssen. Es ist vorgesehen, dass für diesen Zweck auch vermehrt Freileitungen (sowie zusätzliche Seekabel) mit HGÜ-Technik realisiert werden.
Was ist der Vorteil von Gleichstrom?
Energiespeichersysteme wie Batterien und Schwungräder sowie erneuerbare Energiequellen liefern sowieso Gleichstrom. In einer Gleichstromversorgungsarchitektur sinkt somit der Bedarf an Stromumwandlung – vom Stromnetz bis hin zum Chip. Konkret bedeutet das: Weniger Umwandlungsbedarf spart Energie.
Warum nicht Gleichstrom?
Dafür gaben die unübersehbaren Vorteile des Wechselstromes den Ausschlag: Muss elektrische Energie über große Entfernungen übertragen werden, wird Wechselstrom eingesetzt, weil dieser sich einfach auf hohe Spannungen transformieren lässt. Mit Gleichstrom funktioniert das nicht.
Wie kann man die hohen Spannungen überhaupt erreichen?
Um die benötigten hohen Spannungen überhaupt erreichen zu können, entwickelten Wissenschaftler gegen Ende des 19. Jahrhunderts den Transformator. Mit einem Transformator lässt sich einerseits Wechselstrom mit hoher Spannung erzeugen, der sich andererseits am Zielort wieder auf niedrigere Spannung heruntertransformieren lässt.
Was ist der Zusammenhang zwischen elektrischer Spannung und Widerstand?
Der Zusammenhang zwischen elektrischer Spannung, Stromstärke und Widerstand wurde im Jahr 1826 durch Georg Simon Ohm entdeckt. Ihm zu Ehren wird auch heute noch die Widerstandsgleichung (5) als „Ohmsches Gesetz“ bezeichnet und in folgender Form angegeben:
Ist der Einsatz von Hochspannung gewinnbringend?
Einsatz von Hochspannung ist gewinnbringend. Mit Hilfe von Transformatoren kann die Spannung beim Transport der elektrischen Energie erhöht (und später wieder reduziert) werden. So gelingt es den Strom in der Fernleitung klein zu halten und trotzdem dem Verbraucher die gewünschte (hohe) Leistung zur Verfügung zu stellen.
Was ist der Zusammenhang zwischen Spannung und Spannung in Halbleiter-Bauteilen?
In Halbleiter-Bauteilen (z.B. Dioden, Transistoren, usw.) ist der Zusammenhang zwischen Stromstärke und Spannung nicht linear; vielmehr ist in diesen Bauteile erst ab einer bestimmten Spannung ein Stromfluss möglich, der bei einer weiteren Erhöhung der Spannung überproportional ansteigt (Abbildung Kennlinie einer Diode in Durchlass-Richtung).