Rupert Reiger

Den extremen Schwankungen hält das jetzige Stromnetz kaum noch stand. Die Gefahr eines Blackouts ist realer, als viele glauben, erst recht, wenn in den kommenden Jahren ein Atommeiler nach dem anderen vom Netz geht und immer mehr Energie aus Quellen kommt, die manchmal übersprudeln und manchmal nur tröpfeln. Schon im vergangenen Winter floss nur genügend Strom, weil ein altes österreichisches Ölkraftwerk Energie nach Deutschland exportierte und die Kohlekraftwerke unter Volllast liefen. „900 Eingriffe zur Aufrechterhaltung der Netzstabilität in einem relativ milden Winter machen mich nervös“, meinte SPD-Chef Sigmar Gabriel bei einer Tagung an der Humboldt-Viadrina School of Governance in Berlin. Düster raunte er: „Wir operieren hier am offenen Herzen.“...
TITEL: Die große Illusion – Seite 4 - weiter lesen auf FOCUS Online: http://www.focus.de/politik/deutschland/tid-26249/titel-die-grosse-illusion-die-grosse-illusion-seite-4_aid_770773.html

Und, muss man anfügen, und wehe, es läuft was aus der Phase:

Über eine exakte Wissenschaft:

Die Physik gilt als eine exakte Wissenschaft. Das ist sie auch in einem gewissen Sinne. In einem anderen Sinne ist sie es nicht.

Mit der Physik kann man viel berechnen, von der Wechselwirkung von Elementarteilchen bis zur Bewegung ganzer Galaxien und man kann das ziemlich genau mir den entsprechenden Vorhersagen, es sei denn … .

Die Physik bedient sich dazu Näherungsverfahren, die verglichen mit den Messungen super funktionieren.

So gesehen ist die Physik eine exakte Wissenschaft.

Aber Näherungsverfahren und exakte Wissenschaft? Was kann man denn ohne Näherung in einem Modell mit allen Lösungen ohne Begrenzung auf Spezialfälle vollständig inklusive der Trajektorien allem Beteiligten analytisch lösen … um mal exakt zu sein?

Ein Teilchen, das an einer Schnur pendelt, wenn man für kleine Auslenkungen die Kraft linear mit der Auslenkung annimmt und so den harmonischen Oszillator erhält, das geht. Wer eine Pendeluhr hat weiß, dass man damit die Zeit messen kann und er weiß vielleicht, dass die besten mit dem Pendel nur mit sehr kleinen Winkeln schwingen. Für große Auslenkungen sind analytische Angaben schon Näherungen (elliptisches Integral wird entwickelt).

Das heißt, schon die Bewegung eines Teilchens kann man nur exakt hinschreiben, wenn man linearisiert.

Gut, machen wir’s halt so. Wie geht’s weiter?
Nach einem Teilchen nehmen wir zwei … das geht mit verschiedenen Kräften wie Federkraft oder Gravitation (Kepler) gut, wenn man sie „brav“ koppelt. Koppelt man zwei Pendel parallel, hat man das „brave“ gekoppelte Pendel; hängt man das eine Pendel unten an das andere, erhält man das „böse“ Doppelpendel … und schon ist wieder Schluss mit der Analytik.
http://en.wikipedia.org/wiki/Double_pendulum
Nun ist ein elektromagnetischer Schwingkreis aber nichts anderes als ein Pendel, wenn man die Gleichungen anschaut … ääächemmmm … auch Synchron-Generatoren?

Gut, mit zweien geht’s manchmal wenn alles „brav“ ist, aber mit dreien ist schon wieder Schluss: Für drei Teilchen, die mit Kräften verbunden sind, ist Schluss. So besteht das Dreikörperproblem der Himmelsmechanik darin, eine Lösung für den Bahnverlauf dreier Körper unter dem Einfluss ihrer gegenseitigen Anziehung zu finden. Um quantitative Resultate zu erlangen muss es im Allgemeinen numerisch genähert gelöst werden.

Es gibt also Begrenzungen, die sofort und gnadenlos zuschlagen:
- die Kraft ist nicht linear (mit Gravitation geht’s mit Kepler bis zwei),
- wir haben zwei Teilchen und koppeln „böse“
- wir haben mehr wie zwei Teilchen.
So früh ist Schluss.

Aber ja, natürlich kommt man weiter, mit guten Näherungen, die in bestimmten Bereichen funktionieren. Man gewinnt auch so
- Erkenntnis über die Natur und
- technische Systeme, die man so auslegt, dass man diese eben „in diesen Bereichen ansiedelt“, wo man mit diesen guten Näherungen das System versteht.

Nun ist ein Pendel oder eine Schwingung auch sowas wie ein elektromagnetischer Schwingkreis. Und jetzt sind wie da wo wir hinwollen:
Wie baut man ein Wechselspannungsnetz voller gekoppelter angetriebener und gedämpfter Oszillatoren?
Nun, man legt es so aus, dass man in Bereichen ist, wo man es versteht, und hofft, dass alles so läuft wie es soll. Läuft’s nicht so, dann kracht‘s.

Dazu lese man hier:
http://spectrum.ieee.org/energy/the-smarter-grid/the-unruly-power-grid/0
The Unruly Power Grid
Advanced mathematical modeling suggests that big blackouts are inevitable
„Which of these models better explains the mechanism behind large blackouts is a matter of intense—sometimes even bitter—debate. But their proponents agree on one thing: the brave, can-do recommendations of the U.S.-Canada task force report won’t eliminate large blackouts. If either conscious optimization or unconscious feedback sets up power systems to fail, then large cascading blackouts are natural facets of the power grid. Stopping them will require that engineers fundamentally change the way they operate the power system. “I don’t think there are simple policy fixes,” “
Und:
http://dl.acm.org/citation.cfm?id=1046703.1046712
“Most experts agree that the major blackout that affected a large part of the North American upper Midwest and Northeast last August 14, 2003, was no anomaly and will definitely happen again. Records show that between 1984 and 2000, utilities logged 11 outages affecting more than 4000 megawatts, making the probability of any one outage 325 times greater than mathematicians would have expected. Mathematicians, engineers, and physicists have set out to explain the statistical overabundance of big blackouts. Two distinct models emerged based on two general theories of systems failure. One, an optimization model presumes that power engineers make conscious and rational choices to focus resources on preventing smaller and more common disturbances on the lines; large blackouts occur because the grid isn’t forcefully engineered to prevent them. The other model views blackouts as a surprisingly constructive force in an unconscious feedback loop that operates over years or decades. Blackouts spur investments to strengthen overloaded power systems, periodically counter-balancing pressures to maximize return on investment and deliver electricity at the lowest possible cost. The mainstream view among power system engineers continues to be the answer to reliability problems is to make the grids more robust physically, improve simulation techniques and computerized real-time controls, and improve regulation. What system theorists suggest is that even if all that is done and done well, the really big outages still will happen more often than they should.”

Nun, man legt ein “power grid“ also so aus, dass man Möglichkeit von „blackouts“ minimiert; ganz ausschließen kann man sie (shit happens) nicht und zwar Prinzip bedingt.
Das ist die Richtung wie man vorgeht und so eine Stromversorgung haben wir, über ein Jahrhundert langsam und über Fehlversuche und später dann Simulationen entwickelt und aufgebaut … und es ist Prinzip bedingt nicht perfekt.

Jetzt, endlich, sind wir da, jetzt kommt die Steigerung:
Das „smart grid“, wo jeder beliebig viel und an jedem beliebigen Ort und nach Belieben Strom einspeist oder rausholt, … man muss es nur machen … alle Phasen des Stromes aufeinander abgestimmt: wehe, es passiert ein Fehlerchen wie es läuft was aus der Phase …

Ja so geht’s natürlich:
Die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ)
http://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungs-Gleichstrom-%C3%9Cbertragung
im Sinne von: Alles neu macht der Mai … dann zahlt mal schön.

(.(Javascript muss aktiviert sein, um diese E-Mail-Adresse zu sehen))