Le courant sort de la prise, bien sûr, mais comment y entre-t-il réellement ? La réponse banale à cette question légitime : par le câble auquel la prise est connectée. L'autre extrémité du câble est donc connectée à la centrale électrique ou au système photovoltaïque que le voisin a installé sur sa maison ? Approximativement correct, mais en réalité seulement approximativement, car en réalité tout est bien sûr beaucoup plus compliqué. car nous avons affaire à un réseau de réseaux qui doit être mis à niveau pour le redressement énergétique.
L'expansion du réseau, sujet permanent du redressement énergétique
Malheureusement, il faut dire que le grand public, qui est généralement d'accord avec les objectifs et les mesures du redressement énergétique, a tendance à trouver l'aspect partiel de l'expansion du réseau plutôt incompréhensible. L'idée de ne plus produire d'électricité avec des centrales nucléaires ou au charbon à l'avenir est plus ou moins évidente pour les gens en raison des effets secondaires problématiques connus de ces types de production. L'hydroélectricité ainsi que l'énergie solaire et éolienne sont propres et ne produisent pas de fumée. Tout va bien.
En revanche, l'idée que nos paysages soient désormais recouverts de pylônes haute tension supplémentaires rencontre un scepticisme considérable. Il ne s'agit pas toujours uniquement d'aspects esthétiques, mais aussi d'autres préoccupations telles que les champs magnétiques ou la pollution sonore. Mais surtout, la nécessité fondamentale d'étendre les réseaux électriques est remise en question. La production décentralisée est le mot à la mode des opposants à l'extension des réseaux, par lequel on imagine évidemment que chacun fait fonctionner son système solaire sur sa maison mitoyenne, et avec cela on a assez d'électricité. Cependant, les économies industrielles et commerciales telles que l'Allemagne ou la Suisse, qui sont également dotées d'infrastructures électrifiées très développées, nécessitent une production d'électricité d'un tout autre calibre. Pour vous donner un chiffre : Environ 40 % de l'électricité consommée en Allemagne peut être attribuée à l'économie.
C'est pourquoi les grandes centrales électriques ont jusqu'à présent été logiquement construites à proximité immédiate des agglomérations et des centres industriels. La production et la consommation étaient donc directement liées en termes spatiaux.
Le passage aux énergies renouvelables s'accompagne toutefois d'autres exigences. Les centrales électriques doivent maintenant être exploitées là où le rendement est le plus élevé. Les grands parcs éoliens offshore qui sont en cours de construction dans la zone des 12 milles dans la mer proche du littoral en sont le meilleur exemple. Les conditions de vent pour ces plantes dans la mer du Nord et la mer Baltique sont excellentes. Le problème, cependant, est qu'il n'y a pratiquement pas d'industrie sur ces sites. De plus, les côtes sont relativement peu peuplées. L'électricité produite en mer doit donc être acheminée là où elle est nécessaire : Dans la région de la Ruhr, par exemple, mais surtout dans le sud fortement industrialisé de l'Allemagne, en Bavière et dans le Bade-Wurtemberg. L'expansion des réseaux dits de transmission est donc nécessaire, et la planification et la mise en œuvre battent déjà leur plein.
Le réseau de nombreux réseaux
Le transport de l'électricité est complexe, et cela est principalement dû au fait qu'il s'agit en fait d'un chef-d'œuvre logistique. Après tout, il ne s'agit pas d'un service de colis où il faut parfois plusieurs jours pour livrer le produit fini de l'usine au consommateur. L'électricité est toujours fournie en temps réel. Dès qu'il est consommé, il doit être produit. Pour assurer cela sur de longues distances, le réseau électrique est organisé de manière hiérarchique. Il existe différents systèmes de réseau avec des tensions et des fonctions différentes. Voici un aperçu du modèle.
Le réseau à très haute tension (réseau de transmission)
Ces lignes sont pratiquement l'épine dorsale de l'approvisionnement énergétique. Les grandes centrales électriques, les barrages et les parcs éoliens alimentent ces lignes avec l'électricité produite. Dans le réseau à très haute tension, il est transmis aux nœuds sur de grandes et petites distances à une tension de 400 000 et 220 000 volts (V) respectivement. Ce système suit une logique : plus la tension est élevée, plus les pertes résultant des résistances du matériau de la ligne sont faibles. Dans le réseau à très haute tension, cette perte est d'environ 6 %. Pour avoir une idée de la tension et de la puissance du réseau de transport, voici un petit exemple de calcul. Une ligne à très haute tension de 400 000 volts peut transporter un courant maximum de 2 000 ampères. Si vous imaginez un ménage qui chauffe actuellement un four électrique, qui consomme environ 2 000 watts, 380 000 fours pourraient être alimentés par une telle ligne. La plupart du temps, cependant, il y a même 8 lignes suspendues aux pylônes ...
réseau haute tension
Le niveau de réseau suivant est exploité avec une tension de 110 000 volts. Ce réseau est alimenté par de grandes stations de transformation. Les petites centrales au gaz naturel et les centrales hydroélectriques alimentent également ce niveau en électricité. Les installations industrielles à forte consommation d'énergie et, bien entendu, les stations de transformation auxquelles le niveau de tension suivant est connecté sont directement alimentées par ce niveau de tension.
Réseau de moyenne tension
Ces réseaux de distribution dits régionaux sont exploités avec une tension de 30 000, 20 000 ou 10 000 V. A ce niveau, les petits parcs éoliens ou solaires alimentent leur production. Les consommateurs commerciaux sont approvisionnés directement et, bien sûr, les stations de transformation pour le niveau de tension suivant sont également approvisionnées.
Réseau basse tension (réseau local)
Cela nous amène aux réseaux de distribution locaux, qui fournissent l'électricité à nos foyers. Ces réseaux de distribution fonctionnent avec 400 V (tension entre les conducteurs) ou même 230 V (tension entre les conducteurs et la terre) et sont pour la plupart souterrains, du moins en Allemagne. Cette tension est également celle à laquelle tous les petits systèmes qui ont rendu la révolution énergétique si populaire alimentent le réseau en électricité : Des centrales solaires, des centrales de cogénération, des éoliennes individuelles ou même des systèmes de stockage d'électricité.
Au vu de cette structure d'un réseau de réseaux, les défis que pose l'exploitation de tous ces niveaux de tension, en particulier pour les quatre gestionnaires de réseaux de transport actifs en Allemagne, deviennent évidents.
Si le soleil ne brille pas ou s'il n'y a pas de vent sur les collines en dehors de la ville, alors la tension dans les réseaux de distribution locaux menace de chuter. Les centrales solaires et les éoliennes sur place produisent trop peu d'électricité. Cette pénurie doit alors être comblée par l'énergie provenant du prochain niveau de réseau. Si cela ne suffit pas, il faut passer au niveau supérieur - et ainsi de suite. Le réseau électrique est donc une structure organique presque vivante. Il faut toujours brancher exactement ce qui est retiré. Le défi structurel du redressement énergétique avec ses nombreuses petites unités de production décentralisées est maintenant, d'un point de vue purement technique, qu'elles risquent d'alimenter trop d'électricité ou, dans le pire des cas, trop peu. Le réseau électrique doit être en mesure de faire face à ces situations extrêmes, et il doit le faire de telle sorte que les consommateurs ne remarquent rien du tout. Car rien n'est plus dommageable pour une économie que des perturbations constantes dans l'approvisionnement en électricité.
Un réseau paneuropéen
Et que se passe-t-il si la production d'électricité en Allemagne est insuffisante ou, au contraire, si elle est supérieure à la consommation actuelle ? Ensuite, cela est équilibré avec les réseaux des pays voisins. Parce que le réseau de transmission est connecté à leurs réseaux en plusieurs points. Il ne s'agit donc pas d'une infrastructure purement nationale. En principe, il s'agit d'un réseau paneuropéen. Si les centrales électriques d'un pays doivent être retirées du réseau pour des travaux de maintenance, alors quelques turbines supplémentaires tourneront chez les voisins. Il n'y a pas de réseau électrique
Il n'y a donc pas de réseau électrique, mais des réseaux interconnectés qui sont exploités par de nombreux fournisseurs. Il est donc nécessaire d'investir en particulier dans le réseau de transmission pour assurer une alimentation électrique stable. Toutefois, en raison du grand nombre de nouveaux petits producteurs, les réseaux de distribution locaux ont également atteint leurs limites de capacité dans certains cas. La nouvelle forme de production d'énergie, en particulier la production décentralisée, nécessite une mise à niveau rapide des réseaux électriques.