Campusmedien unter Strom Foto:Bernd Bast / pixelio.de

Ob Laptop, Lampe, Fernseher oder Kühlschrank – alltägliches Leben würde heute ohne Strom nicht mehr richtig funktionieren. Von der Fußball-WM bis zur Klausurvorbereitung in der Bibliothek hängt alles vom Strom ab. Die Campusmedien – pflichtlektüre, eldoradio* und do1 haben spannende Geschichten und Entdeckungen rund um das Thema Strom für euch aufbereitet. Es geht unter anderem um Stromrebellen rund um Olfen, um Nachtspeicheröfen und die Stromrechnung einer Uni.

Außerdem:

- eine spannende TV-Sendung zum Thema Strom ab sofort auf do1-tv.de

- und bald gibt es den Strom-”Ultraschall” auf eldoradio* als podcast

(Teaserbild: R. B. / pixelio.de)

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Bei einer Operation darf der Strom auf keinen Fall ausfallen. Im Operationssaal sorgen daher Batterien für eine ständige und unterbrechungsfreie Stromversorgung. Foto: Lothar Wandtner / pixelio.de

Fällt in einer Stadt der Strom aus, wird es auch im Krankenhaus dunkel. „Aber nur für ein paar Sekunden“, erklärt Burkhard Büscher vom Universitätsklinikum Essen. „In Krisensituationen sind wir in Sachen Strom völlig autark.“ Innerhalb von 15 Sekunden schalten sich dieselbetriebene Notstromaggregate ein, die das Klinikum bis zu 24 Stunden mit Strom versorgen können. Dennoch gibt es auch im Krankenhaus Bereiche, in denen 15 Sekunden Stromausfall fatale Folgen haben können: 15 Sekunden ohne Strom können im OP oder auf der Intensivstation über Leben und Tod entscheiden. „Hier sorgt eine unterbrechungsfreie Stromversorgung über Batterien dafür, dass ein Stromausfall überhaupt nicht bemerkbar ist“, sagt Büscher. Bis die Dieselaggregate Strom liefern, sorgen also Batterien dafür, das die Herz-Lungen-Maschine weiterläuft.

Strom am Boden sichert den Flugverkehr in der Luft

Auch Flughäfen sind bei einem Stromausfall auf eine schnelle eigene Stromversorgung angewiesen. So sichert die Deutsche Flugsicherung vom Tower aus mithife etlicher elektronischer Maschinen den Flugverkehr in der Luft. Die Mitarbeiter koordinieren Starts und Landungen, um Kollisionen zu vermeiden. Ein längerer Stromausfall wird am Flughafen gefährlich. Zum Beispiel, wenn ein Flugzeug bei Dunkelheit im Landeanflug ist und plötzlich die Landebahn nicht mehr sieht. Am Dortmunder Flughafen sichern daher zwei Blockheizkraftwerke die Stromversorgung im Notfall, wie Pressesprecher Marc Schulte erklärt. „In Sekundenbruchteilen werden Flugsicherung und die Befeuerung auf Start- und Landebahn mit Strom versorgt.“

Bei extremem Wetter und Netzüberlastungen fällt der Strom aus

Doch wie entstehen Stromausfälle überhaupt? Häufig sind es extreme Wetterlagen wie Sturm, Schnee und Eis, die Stromleitungen beschädigen oder ganz zerstören. Auch Überlastungen des Stromnetzes durch einen zu hohen Verbrauch in Haushalten oder der Industrie können zu einem Stromausfall führen. Entweder kommt es also zu einer Unterbrechung des Stromkreises oder zu einem Ungleichgewicht von Stromerzeugung und Stromverbrauch.

In der Regel bleiben die Lichter an

Das europäische Verbundnetz beliefert ganz Europa mit Strom. Auch wenn mal ein Kraftwerk ausfällt. Foto: Jonathan Focke

Das ist etwa bei einem Kraftwerksausfall der Fall. Viele Städte in Deutschland werden durch ein eigenes Kraftwerk mit Strom versorgt. Beispielsweise Duisburg: Drei Kraftwerke beliefern mit einer Gesamtleistung von 500 Mega-Watt das gesamte Stadtgebiet. Doch gehen bei einem Ausfall der Kraftwerke wirklich die Lichter in Duisburg aus? „Nicht zwangsläufig“, sagt Helmut Schoofs von den Duisburger Stadtwerken. „Unabhängig von der Eigenerzeugung sind die Stadtwerke über Verbundkuppelstellen an das europäische Verbundnetz angeschlossen.“ Dieses Netz verbindet Kraftwerke und Verbraucher aus ganz Europa miteinander. Fällt ein Kraftwerk aus, gibt es immer noch genügend andere, die das Netz ausreichend mit Strom versorgen. Helmut Schoofs: „Über die Verbundkuppelstellen kann bei einem Kraftwerksausfall die in Duisburg benötigte Strommenge ins Netz eingespeist werden.“ In der Regel bleiben die Lichter also an.

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Niedrige Anschaffungskosten vs hohe Stromkosten: Nachtspeicheröfen sind nicht unumstritten. Foto: wikimedia commons.

Zu vielen Studentenwohnungen gehören Nachtspeicherheizungen wie Filmposter an der Wand oder Bier auf dem Balkon. Manche Nutzer freuen sich über die ausbleibenden Öl- oder Gas-Rechnungen, andere wünschen sich nichts sehnlicher als eine Zentralheizung im Keller. Allein in Dortmund gibt es rund 20 000 Nachtspeicher-Heizsysteme; in ganz Deutschland werden rund 1,4 Millionen Wohnungen elektrisch beheizt. pflichtlektuere.com hat sich im Rahmen des multimedialen Strom-Specials mit Nachtspeicherheizungen und ihrer Effizienz beschäftigt.

Wie funktioniert´s?

Nachtspeicherheizungen werden mit elektrischem Strom betrieben. Sie wandeln elektrische Energie in Wärme um und geben diese allmählich ab. Je nach Bauart speichern unterschiedliche Öfen die Wärme unterschiedlich lange.

Möglich wird die elektrische Wärmegewinnung durch ein metallisches Bauteil, den so genannten Heizwiderstand.

Wie gut ein elektrisches Heizsystem funktioniert, hängt von seiner Bauform ab. Mögliche Energieverluste können etwa entstehen, wenn nur Teile der erzeugten Wärme an ihrem Zielort ankommen. Auch in Elektroherden besteht dieses Problem. Die Lösung: Die Heizwendel, also das von Strom durchflossene Metallbauteil, ist hier zumeist in eine Stahl- und Keramikkonstruktion eingebettet, wodurch der Wirkungsgrad erhöht wird – die Wärme kommt nur dort an, wo sie hingehört: Unter Topf oder Pfanne.

Warum ist Strom nachts billiger?

Ihren Namen trägt die Nachtspeicherheizung zu Recht. Denn ihr Wärmespeicher wird in den so genannten Schwachlastzeiten – also nachts – aufgeheizt. Der zu diesen Zeiten bezogene Strom ist im Vergleich zum Normaltarif billiger.

Grundlaststrom ist günstiger – deshalb wird er über einen zweiten Stromzähler abgerechnet. Foto: Lukas Schürmann.

Gabi Dobovisek vom Dortmunder Energieversorger „DEW21“ erklärt, warum die Strompreise zeitweise niedriger sind: Sie seien auf den, im Tagesverlauf unterschiedlichen, Gesamtstromverbrauch der Bevölkerung zurückzuführen. Die elektrische Grundversorgung werde rund um die Uhr von so genannte Grundlastkraftwerken sichergestellt, so Dobovisek. Tagsüber gebe es allerdings Zeiten, in denen diese Grundversorgung nicht mehr ausreiche. Deswegen müsse etwa durch die Verbrennung von Erdgas zusätzliche Energie bereitgestellt werden. Dies wirke sich auf den Preis pro Kilowattstunde aus, sodass dieser zu Spitzenzeiten höher sei als nachmittags oder abends.

Wer seine Wohnung mithilfe eines Nachtspeichersystems beheizt, hat darum zwei voneinander getrennte Stromzähler – einer der beiden misst den normalen Stromverbrauch, der andere den spezifischen Verbrauch der Heizung. Nachts ist Strom schließlich günstiger.

Bei der Verbrennung von Kohle oder Holz wird Primärenergie gewonnen. Foto: M T / pixelio.de.

Ist Heizen mit Strom effizient?

Elektrische Energie stammt (abgesehen von alternativen Energiequellen) zumeist aus Verbrennungs- oder Atomkraftwerken. Dort wird Wärme, die bei der Verbrennung von Kohle oder Gas oder bei der Spaltung von Atomkernen entsteht, mithilfe von Generatoren in elektrische Energie verwandelt. Nachtspeicherheizungen erzeugen aus ebenjener Energie wieder Wärme. Die Frage mag aufkommen, ob dieses System effizient ist.

Eine 2007 vom Bremer Energieinstitut und vom Institut für Zukunftsenergiesysteme (IZE) erstellte Studie beschäftigt sich mit möglichen Verbesserungen der Energieeffizienz durch den Ersatz von strombetriebenen Heizungen durch andere Heizungsformen. Die Forscher haben dabei festgestellt, dass elektrische Widerstandsheizungen „eine Verschwendung hochwertiger Energie für die Bereitstellung niederwertiger Raumwärme“ seien. Einfacher: Strom ist zu kostbar zum Heizen.

Ist Heizen mit Strom ökologisch unbedenklich?

In der bereits zitierten Studie stellen die Forscher auch dar: Bezogen auf CO2-Emissionen pro Kilowattstunde Endenergie seien Nachtspeicheröfen anderen Heizsystemen klar unterlegen. Verglichen mit einer Gasbrennwertheizung (einer besonderen Form des Heizkessels) seien die Emissionen pro kWh 3,6 mal so hoch, gegenüber einer Holzpellet-Heizung sogar um den Faktor 13 höher. Insgesamt verursachten Stromheizungen einen jährlichen CO2-Ausstoß von 30 Millionen Tonnen.

Und jetzt?

Aus den Gründen der Effizienz und Umweltverträglichkeit fordern die beteiligten Institute neue Förderprogramme, mit deren Hilfe die Umstellung von Nachtspeicheröfen zu anderen Heizsystemen vereinfacht werden soll. Auch DEW21-Pressesprecherin Gabi Dobovisek hält fest: „Nachtspeicher sind eigentlich ein Auslaufmodell.“

Teaserbild: Peter Kirchhoff / pixelio.de

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So lange hier gelernt wird, brennt auch das Licht. Foto:C.Hahn

Die Bibliothek, die Mensa und euer Laptop in der Vorlesung – das sind nur ein paar der Stromfresser der TU Dortmund. Die Dortmunder Uni hat einen jährlichen Stromverbrauch von 24 Millionen Kilowattstunden. Zum Vergleich: Ein Einpersonen-Haushalt verbraucht im Durchschnitt jährlich 1.600 Kilowattstunden. Mit dem Stromverbrauch der Uni könnte man also 15.000 kleine Wohnungen ein Jahr lang mit Energie versorgen.

Trotz des hohen Gesamtverbrauchs sieht die Stromrechnung eigentlich noch ganz gut aus: Rund 1,7 Millionen Euro werden jährlich für die Stromversorgung fällig. Das ist relativ wenig, denn die TU Dortmund versorgt sich zu einem großen Teil selbst mit Strom: Von den 24 Millionen Kilowattstunden Gesamtverbrauch werden nur 10 Millionen eingekauft und der Rest kommt aus einem Blockheizkraftwerk der Uni. “Das Blockheizkraftwerk wird mit einem Gasmotor betrieben und hat einen Wirkungsgrad von rund 90 Prozent. Im Klartext heißt das: 90 Prozent des eingesetzten Gases werden in tatsächlich nutzbare Energie umgewandelt”, sagt Elmar Middeldorf, Abteilungsleiter der Elektro- und Anlagentechnik der TU Dortmund.

Heizung und Klimaanlage

Schon in der Schule lernt man: Bei der Erzeugung von Energie entsteht auch immer Wärme. Diese wird im Winter zum Heizen gebraucht, im Sommer wird das Ganze mit sogenannten Absorptionskältemaschinen in Kälte umgewandelt. Hörsäle und Laborräume können so im Sommer klima- und kontofreundlich gekühlt werden.

700 Lampen und der Mathe-Tower erhellen jede Nacht den Campus. Foto: C.Hahn

Wer am Wochenende im tiefsten Winter im Seminar sitzt und friert, sollte sich an den Prof wenden: Denn er ist dafür zuständig, dass zu seinen Seminarzeiten die Heizung läuft. Hat er das vergessen, bleibt wohl nur der Ausweg, sich warme Gedanken zu machen. Denn am Wochenende wird die Heizung an der Uni heruntergefahren, sodass die Raumtemperatur kühle 16 Grad beträgt.

Steigender Stromverbrauch

“Wir beobachten seit ein paar Jahren einen moderat steigenden Strombedarf. Natürlich muss man berücksichtigen, dass die Uni immer größer wird. Alles in allem ist der Verbrauch aber okay”, sagt Elmar Middeldorf.

Und das obwohl es an der Uni immer mehr stromfressende Technik gibt: Im Büro laufen immer mehr Geräte über Strom und auch der zunehmende Service der Uni kostet Geld. Wenn die Bibliothek bis ein Uhr in der Nacht offen ist, muss sie natürlich auch beleuchtet werden.

Doch einige von uns tragen in besonderer Weise zu den 24 Millionen Kilowattstunden Gesamtverbrauch der Uni bei: Ein Notebook verbraucht pro Stunde ca. 100 Watt, also circa eine Kilowattstunde für zehn Stunden Laufzeit. Je nachdem, wie oft man in der Uni den Laptop dabei hat, kommt man auf bis zu 50 Kilowattstunden im Jahr pro Student. Beim aktuellen Strompreis, den die TU Dortmund zahlt, sind das 8,50 Euro im Jahr pro Student.

Darf der das?

Studieren heißt heute vor allem, gut vernetzt zu sein. / Foto: C.Hahn

Rechtlich gesehen, ist das Stromtanken an der Uni kein großes Problem: Zwar gibt es den Paragrafen 248c StGB, der die Entziehung elektrischer Energie unter Strafe stellt, aber: “Die Universität weiß, dass Studenten ihre Laptops aufladen. Da sie es nicht erst seit gestern tun, liegt eine langjährige Übung vor. Und wenn die Universität das weiß und nichts dagegen unternimmt, erklärt sie sich damit einverstanden. Juristisch gesehen ist das eine gewohnheitsrechtliche Einwilligung”, sagt der Jurist Uwe Verhoeven. Im Klartext heißt das: Auch wenn Studenten nach Paragraph 248c StGB Stromklauer sind, ist die Tat nicht rechtswidrig, weil die Uni nichts dagegen unternimmt.

Doch wer ist hauptsächlich für die 24 Millionen Kilowattstunden im Jahr verantwortlich? Pauschal lässt sich das nicht sagen, aber „ein hoher Verbrauch ist immer da, wo viele Laborräume sind. Die Fakultät der Bio- und Chemieingenieurwesen braucht mehr Strom als die Geisteswissenschaften, das ist klar.“, sagt Elmar Middeldorf. Klar ist auch, dass sich mit der Technik das Studium als solches verändert hat: “Bildet Netzwerke!”, rät mancher Karriereberater und bringt das Studium 2010 auf den Punkt. Denn gut vernetzt zu sein ist heute das A und O, ob nun on- oder offline - aber auf jeden Fall immer unter Strom.

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196 000 Kilometer Stromnetz gehören der RWE. Foto: Thomas Max Müller / pixelio.de

Das Deutsche Stromnetz ist insgesamt 1,7 Millionen Kilometer lang. Ganze 196 000 Kilometer davon gehören der RWE AG. Der zweitgrößten Energiekonzern Deutschlands mit Hauptsitz in Essen betreibt Verteilernetze auf einer Gesamtfläche von 51 000 Quadratkilometern. Zum Vergleich: Nordrhein-Westfalen hat eine Fläche von etwa 34 000 Quadratkilometern. Allein mit diesen Netzen machte das Unternehmen 5,6 Milliarden Euro Umsatz, denn als Betreiber kassierte es von den Stromlieferanten so genannte Netzentgelte für die Nutzung der Verteilernetze.

Auch die Verteilernetze der Städte Ascheberg, Billerbeck, Havixbeck, Lüdinghausen, Nordkirchen, Olfen, Rosendahl und Senden gehören der RWE. Anfang der 1990er Jahre hatten die Gemeinden sogenannte Konzessionsverträge mit den Vereinigten Elektrizitätswerken Westfalen (VEW) abgeschlossen. Die Konzession ist das ursprünglich kommunale Recht, das Stromnetz der Region zu betreiben. Mit Abschluss des Vertrages wurde dieses Recht und die Pflicht der Instandhaltung des Netzes an die VEW übertragen.  Als Gegenleistung erhielten die Kommunen regelmäßige Abgaben des Unternehmens, das damals noch ein Konkurrent der RWE war. Ausgelegt waren die Verträge alle auf eine Laufzeit von 20 Jahren.

In 20 Jahren hat sich auf dem Strommarkt viel getan

Seit der Unterzeichnung hat sich Vieles verändert. 1998 verabschiedete der Deutsche Bundestag das Energiewirtschaftsgesetz, das festlegte, dass die Nutzung des Energienetzes kostenorientiert und diskriminierungsfrei vonstattengehen soll. Der Energiemarkt sollte so liberalisiert werden. Jedoch versäumte der Gesetzgeber damals eine Stelle einzurichten, die die Kostenentwicklung auf dem Energiemarkt reguliert und kontrolliert. Erst 2005 wurde die Bundesnetzagentur (BNetzA) gegründet, die heute die Grenzen der Netzentgelte festlegt und kontrolliert. Von dieser jahrelang existierenden Lücke im System profitierten vor allem die großen Konzerne: RWE, Eon, EnBW und Vattenfall hatten schon damals das komplette deutsche Hochspannungsnetz in ihrer Hand. Sie konnten nach der Liberalisierung mehr oder weniger ungestört die Preise steuern. Das hatte nicht nur zur Folge, dass die Stromkosten in Deutschland vergleichsweise hoch ausfielen, sondern zwang auch viele kleinere Unternehmen zur Geschäftsaufgabe. RWE kaufte sich in immer mehr Ortsnetze ein und vergrößerte so stetig den Einfluss auf den nordrhein-westfälischen Strommarkt. Im Jahre 2000 fusionierte die RWE mit der VEW und schluckte damit nicht nur den größten Konkurrenten in NRW, sondern auch die Verteilernetze jener acht Gemeinden, die sich nun aufmachen den Energieriesen zu bekämpfen.

Auch Olfens Laternen sind ein Streitpunkt. Foto: Rolf Handke / pixelio.de

Denn mittlerweile sind 20 Jahre vergangen und die Konzessionsverträge der Gemeinden laufen bis 2013 alle aus. Es ist höchste Zeit, sich etwas Neues einfallen zu lassen, denn die Münsterländer sind unzufrieden mit RWE. Olfens Bürgermeister Josef Himmelmann macht das an einem Beispiel deutlich: die Laternen der Stadt. “Unserer Meinung nach, ist deren Instandhaltung durch RWE nicht mehr zeitgemäß und überteuert”, sagt der CDU-Mann. Doch als man den Konzern darauf hinwies und Verbesserungsvorschläge machen wollte, war dieser zu keinem Gespräch bereit. Ein altes Problem: “Für große Unternehmen lohnt sich eine Investition in eine Kleinstadt in ländlicher Umgebung, wie Olfen es ist, einfach nicht”, klagt Himmelmann. Die Bürgermeister der Umgebung sind daran gewöhnt, nicht ernst genommen zu werden.

Gemeinsam für die Unabhängigkeit

Doch damit soll jetzt Schluss sein. Gemeinsam hat man einen Masterplan ausgetüftelt, der endlich Unabhängigkeit und Eigenständigkeit verspricht. Eine eigene Gesellschaft mit dem Arbeitstitel “Münsterland Netzbetriebsgesellschaft mbH & Co.KG” soll gegründet werden und nach und nach die Netze der acht Gemeinden übernehmen. Dazu müssen die Kommunen einfach nur die Stromkonzessionen an sich selbst vergeben und dem bisherigen Netzbetreiber – also RWE – eine Abfindung zahlen. Wie hoch diese ausfallen wird, steht noch nicht fest und RWE will sich zu den laufenden Verhandlungen auch nicht äußern. Nachdem die Gemeinden diese Abfindung gezahlt haben, ist RWE raus aus dem Geschäft und die Münsterländer sind unabhängig.

Also tatsächlich eine Rebellion? “Ich sehe darin nichts Rebellisches”, sagt Himmelmann. Ein Vertrag läuft aus und er als Bürgermeister muss sich Gedanken machen, wie es weiter geht. Als “visionär” würde er das Vorhaben eher bezeichnen. Und tatsächlich liegen die acht Gemeinden voll im Trend. “Wir beobachten, dass mit Auslaufen der bestehenden Konzessionsverträge viele Kommunen darüber nachdenken, die Netzbetreibung selbst zu übernehmen”, sagt Rainer Warnecke von der Bundesnetzagentur. “Rekommunalisierung” nennt sich dieser Prozess der zurzeit in zu sein scheint. “Früher forderten immer alle ‘Privatisierung, Privatisierung!’ Heute scheint die Tendenz wieder in die andere Richtung zu gehen”, sagt Warnecke. Er persönlich ist der Meinung, dass so ein Schritt gut überlegt sein sollte: “Die Kommunen sollten in diesem Fall nicht aus ideologischen Gesichtspunkten handeln, sondern ganz rational ausrechnen, was wirtschaftlicher für den Bürger ist.”

Das haben Himmelmann und Co. gemacht und sind überzeugt, dass ihre Rechnung aufgeht. “Wir werden in der Stromversorgung eigenständiger, sicherer und flexibler”, sagt der Bürgermeister von Olfen. Seiner Meinung nach haben Stromnetze eine dienende Funktion für die Bürger und deshalb sollte die Region auch selbst entscheiden können, wie sie gebaut und genutzt werden. Außerdem wollen die Münsterländer auf neue Wege der Energiegewinnung setzen, für die ihre Region die besten Voraussetzungen bietet. Die Produktion von Biogas ist solch eine Möglichkeit. Im Grunde benötigt man hier zur Energiegewinnung nur Mais, Gülle, Gras, eben alles, was die Felder so hergeben – und davon gibt es reichlich in Olfens Umgebung.

Mit erneuerbaren Energien in die Zukunft

Der RWE-Tower in Essen. Foto: Sascha Lehmann / pixelio.de

Eine Biogasanlage wird in Olfen derzeit bereits gebaut. Bauer Michael Tenkhoff hatte die Anlage ursprünglich geplant, um die Zukunft seines Sohnes zu sichern. Dass das Projekt jetzt so gut in den Plan seines Bürgermeisters passt, findet er gut: “Wenn das alles klappt, ist das eine schöne Idee vom Himmelmann”, sagt Tenkhoff. Er weiß, dass durch intelligente Selbstversorgung und die Investition in erneuerbare Energien nicht nur viel Geld, sondern auch viel CO2 gespart werden kann. Neben weiteren Biogasanlagen ist nämlich auch die Gewinnung von Energie durch Windkraft geplant. Die Region wird so womöglich viel umweltfreundlicher, als RWE es jemals ermöglicht hätte. Denn obwohl der Konzern in seiner Werbekampagne ein Image vom liebevollen Energieriesen erschaffen will, der gemütlich Windräder aufstellt, Wasserkraftwerke installiert und Bäume pflanzt, sagen die Zahlen etwas ganz anderes: Laut Greenpeace betrug der Anteil von erneuerbaren Energien in der Stromproduktion von RWE im Jahr 2008 nur 2 Prozent.

Michael Tenkhoff ist nicht der Einzige, dem der große Plan von Himmelmann und seinen Kollegen gefällt. “Das Ganze ist eine sehr populäre Angelegenheit”, sagt der Bürgermeister und weiß, dass er und die anderen sich der Unterstützung der rund 120 000 Einwohner in der Region sicher sein kann. Es geht also geschlossen gegen den Riesen.

Das Campusfernsehen do1 über den Kampf gegen RWE im Münsterland:

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Ein konstanter Strom fließt nur, wenn verschiedene Vorgaben erfüllt sind. Grafik: Lukas Schürmann.

Machen wir ein Gedankenexperiment. Wasser wird in einem kreisförmigen Kanal ohne Zu- oder Abfluss von einer Pumpe angetrieben, sodass es im Kreis fließt. An der der Pumpe gegenüberliegenden Seite des Kanals befindet sich eine Mühle, die durch das vorbeifließende Wasser angetrieben wird.
Man mag sich fragen: Ist das nicht unsinnig? Man könnte die Mühle doch direkt mit Strom antreiben. Und: Was hat das mit Elektrizität zu tun? Die Antwort: Egal, ob man die Mühle mit Wasser oder mit Strom antreibt: Die Abläufe, die dahinter stecken, sind die gleichen.

1) Das geschlossene System

Das Wasser, das in unserem Beispiel im Kreis fließt, besteht aus vielen Millionen Wassermolekülen. Genauso besteht elektrischer Strom aus vielen Ladungsträgern, die durch elektrisch leitfähiges Material fließen. Im Alltag bestehen fast alle Leiter (Kabel, Steckdosen) aus Metall, das von negativ geladenen Elektronen durchflossen wird.
Dabei ist ein konstanter Fluss genau wie im Kanal nur möglich nur möglich, wenn das kreisförmige System geschlossen ist. Nur, wenn kein Wasser aus dem System herausfließt, kann die Pumpe dauerhaft die Wassermühle antreiben.
Eine weitere Tatsache: Die Zahl der Elektronen, die etwa von einer Batterie in ein Kabel übertreten, ist genauso groß wie die Zahl der Elektronen, die am anderen Pol aus dem Kabel zurück in die Batterie gelangen – alles natürlich nur unter der Annahme, dass der Stromkreis geschlossen ist.
Batterien oder Kraftwerke erzeugen zudem keine Elektronen, sondern setzen sie nur in Bewegung. Dies ist auch im Fall einer Wasserpumpe so.

In unserem Beispiel entspricht die Geschwindigkeit des Wassers der Spannung eines Stromkreises. Foto: Siegfried Baier / pixelio.de

2) Die elektrische Spannung
Das Phänomen, das Elektronen aus Batterien heraus, durch Kabel hindurch und zurück zur Batterie wandern lässt, nennt man elektrische Spannung. In unserem Gedankenexperiment entspricht die Spannung der von der Pumpe ausgehenden Kraft bzw. der daraus resultierenden Geschwindigkeit des Wassers. Die Einheit der Ladung ist das nach dem italienischen Elektrotechniker Alessandro Volta benannte Volt. Sie wird berechnet, indem die Energie, die zur Verschiebung eines Ladungsträgers nötig ist, durch ebenjenen Ladungsträger geteilt wird.

3) Die Stromstärke
Die elektrische Stromstärke ist eine Kenngröße dafür, wie viele Ladungen (in Metallkabeln Elektronen) in einer bestimmten Zeit einen Abschnitt des Leiters passieren. Gemessen wird die Stromstärke in Ampere – zu Ehren des französischen Mathematikers André-Marie Ampère. In unserem Experiment entspricht die Stromstärke also der Menge des Wassers, die in einer bestimmten Zeit die Mühle passiert.

4) Der Widerstand
In einem stromdurchflossenen elektrischen Leiter stoßen die Ladungsträger häufig mit den Atomen des Leiters zusammen. Dabei geht Energie verloren, der Leiter wird warm. Physiker sagen: Er setzt dem Stromfluss einen Widerstand entgegen. Wie groß der Widerstand eines Leiters ist, wird in Ohm angegeben, einer physikalischen Größe, deren Name auf den deutschen Physiker Georg Simon Ohm zurückgeht.
Eine einfache Veränderung des Gedankenexperiments erklärt übrigens auch den Widerstand: An bestimmten Stellen im Kanal befinden sich Hindernisse wie Wehre oder Stromschnellen, an denen sich das Wasser staut. Dort muss mehr Kraft (Spannung) wirken, um die durchgeschleuste Menge an Wasser (Stromstärke) konstant zu halten.

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Weitere interessante Radiobeiträge rund um das Thema Strom als Podcasts auf eldoradio*.

Teaserbild: Dieter Schütz/pixelio.de

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Elektromobile - Autos der Zukunft. Foto: ddp

Elektroautos könnten die Fortbewegungsmittel der Zukunft sein. Aber wer ist selbst schon mal eines gefahren?

Gerd Petrusch, Friseur aus Dortmund, ist schon seit 20 Jahren überzeugter “Solarmobilist”. Sola Hülsewig und Heike Mohr vom Fernsehsender Do1 sind bei ihm eingestiegen - und haben sich außerdem auf dem Duisburger Campus informiert: Hier  können Probanden am Simulator über die virtuelle A 40 cruisen. So gewinnen die Forscher Erkenntnisse über das Fahrverhalten am Steuer eines Elektroautos.

Den Fernsehbeitrag und weitere spannende Beiträge rund um das Thema Strom vom Campusfernsehsender do1:

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Wie wichtig Strom für uns ist, realisieren wir meist erst dann, wenn er nicht mehr fließt. Schon das Kaffeekochen am Morgen wird zur Qual, Freunde anrufen ist unmöglich und im Winter enden die Abende früh oder im Kerzenschein.
Einen Tag ohne Strom haben zwei Reporterinnen verbracht. Ihre Erlebnisse und Erfahrungen schildern sie hier:

Weitere spannende Beiträge rund um das Thema Strom findet ihr als Podcasts auf eldoradio*.

Einen Fernsehbeitrag zum gleichen Thema gibt es hier zu sehen:

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Teaserbild: Alfred Borchard/pixelio.de

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