Teil 1 von 6⏱ 12 hSprint 1 · Meilenstein M1 (mit Teil 2)

Bevor in der Ladehalle ein Kabel gezogen wird, will die Werkstattleitung wissen: Wo kommt unser Strom her, wie sicher ist er, und ist er grün? In diesem Teil verfolgst du die Energie vom 110-kV-Anschluss bis zum Ladegerät und bewertest, wie die Halle am besten versorgt wird.

Schritt 1 von 5. Du liest die Lage, verfolgst die Energie in der bewegten Szene und planst mit deinem Team den Weg bis Meilenstein M1.

Danach: Lernangebot 1 · Vom Umspannwerk bis zur Steckdose

Agil arbeiten · Sprint 1

Eure Storycard für Teil 1

Druckt sie doppelseitig aus, bevor ihr loslegt. Im Planning schreibt ihr euer Sprintziel in eigenen Worten auf und ergänzt eigene Kriterien. Am Ende prüft das andere Team gegen die Akzeptanzbedingungen, danach haltet ihr eure Retrospektive.

1 Planning2 Arbeiten mit Daily3 Review4 Retrospektive

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Kursmaterial · Storycard

Die Storycard zu Teil 1. Zwei Seiten: vorne Story, Akzeptanzbedingungen, Sprintziel und „Die Lage ändert sich“, hinten Anschluss, Kompetenzmodell und Retrospektive. Druck sie doppelseitig aus und leg sie neben das Tabellenbuch.

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Das lernst du in Teil 1

SpannungsebenenUmspannwerkRingnetz(n−1)-SicherheitNetzstationTransformatorLeitungsverlusteÖkostromPhotovoltaikNetzersatzanlageEntscheidungsmatrix

Lernangebot 1 · Vom Umspannwerk bis zur Steckdose →Lernangebot 2 · Versorgung bewerten →

Karte „Vom Ring bis zur Steckdose“: Die ganze Kette auf einer Seite, mit der Leiste der Spannungsebenen, den Betriebsmitteln und ihren Kennzeichen. Die Karte steht im Wissensspeicher, Lektion „Wissensspeicher und Expertenrunde“. Leg sie neben jede Aufgabe dieses Teils.

Der wichtigste Satz auf dieser Seite: Der Strom kommt nicht einfach aus der Steckdose, sondern über drei Spannungsebenen. Wer den Weg kennt, kann sagen, wie sicher und wie grün er ist.

Check-in: Wo ist dir das schon begegnet?

Klick bei jedem Punkt an, wo er dir schon begegnet ist: im Betrieb, privat oder in einem früheren Lernfeld. Das ist keine Bewertung.

Wozu der Check-in?

Hier stehen die Punkte, um die es in diesem Teil geht. Es geht nicht darum, was du dir zutraust, sondern darum, wo dir das schon begegnet ist: im Betrieb, privat oder in einem früheren Lernfeld. Hast du schon einmal eine Netzstation im Wohngebiet gesehen, ein Umspannwerk an der Landstraße, eine PV-Anlage auf einem Dach oder ein Notstromaggregat bei einer Veranstaltung? Das zählt. Der Check-in ist keine Bewertung. Er hilft dir bei der Planung, und am Ende des Teils siehst du in deinem Kompetenzmodell, was sich verschoben hat.

Darum geht es

Als Elektronikerin oder Elektroniker für Betriebstechnik möchte ich den Versorgungspfad der neuen Ladehalle vom 110-kV-Anschluss bis zur Steckdose verstehen und die Möglichkeiten der Versorgung nach Funktion, Kosten und Umwelt bewerten, damit die Werkstattleitung begründet entscheiden kann, wie ihre Halle versorgt wird und ob sich eine eigene PV auf dem Dach lohnt.

Übersichtsplan der Versorgung der Ladehalle, einpolig. Links das Umspannwerk mit zwei 110-kV-Einspeisungen, 110-kV-Sammelschiene, zwei Transformatoren und 10-kV-Sammelschiene. Von dort läuft der 10-kV-Ring in zwei Strängen über Netzstationen zur Trafostation V-Ost; im unteren Strang ist eine offene Trennstelle. In der Trafostation V-Ost die 10-kV-Sammelschiene, die Transformatoren -T1 und -T2 mit je 1.250 kVA und Dyn5, die NSHV V-Ost aus zwei Hälften mit Kuppelschalter und der Abgang -Q24. Über die Zuleitung -W1 mit 85 m geht es zur neuen Unterverteilung UV-LH der Ladehalle mit ihren Endstromkreisen.Übersichtsplan: Versorgung der LadehallePlan des Netzbetriebs, einpolig · von den zwei 110-kV-Einspeisungen bis zur neuen Unterverteilung UV-LH110-kV-Netz 1110-kV-Netz 2110 kV10 kVUmspannwerkeins von sechs, 110 kV/10 kV10-kV-RingNetzstationen (rund 240 im Netz)offene Trennstelle10 kV-T11.250 kVA · Dyn5-T21.250 kVA · Dyn5KupplungNSHV V-Ost-Q24-W1, 85 mTrafostation V-Ostzwei Transformatoren 10 kV/0,4 kVLadehalleneuUV-LHEndstromkreiseAbgang -Q24: Vorsicherung nach eurer Bemessung (Teil 4). Welches Netzsystem ab dem Transformator gilt, klärt ihr in Teil 2.Schaltzeichen nach DIN EN 60617, einpolig. Kennzeichen wie in den Anlagendaten.
Übersichtsplan des Netzbetriebs, einpolig: zwei 110-kV-Einspeisungen in eines der sechs Umspannwerke mit 110-kV-Sammelschiene, zwei Transformatoren 110 kV/10 kV und 10-kV-Sammelschiene; der 10-kV-Ring in zwei Strängen über Netzstationen, im unteren Strang eine offene Trennstelle; die Trafostation V-Ost mit 10-kV-Sammelschiene, den Transformatoren -T1 und -T2 (je 1.250 kVA, Dyn5) und der NSHV V-Ost aus zwei Hälften mit Kupplung; vom Abgang -Q24 über die Zuleitung -W1 mit 85 m zur neuen Unterverteilung UV-LH der Ladehalle. Eigene Darstellung für den Unterricht.

Die Lage am Vorfeld Ost

Die Bodenverkehrsdienste ersetzen ihre Diesel-Schlepper durch E-Schlepper. Neben der Werkstatt am Vorfeld Ost entsteht die Ladehalle mit Ladeplatz für sechs E-Schlepper, versorgt aus der Trafostation V-Ost. Die Werkstattleitung fragt: „Wo kommt unser Strom her, wie sicher ist er, und ist er grün? Und lohnt sich eine eigene PV auf dem Hallendach?“ Der Netzbetrieb des Flughafens hat dazu den Übersichtsplan oben geschickt.

Euer Ergebnis ist der erste Teil von Meilenstein M1: der Versorgungspfad der Ladehalle und eine Entscheidungsmatrix mit Empfehlung. Den zweiten Teil, das Netzsystem, liefert Teil 2.

Der Flughafen in Zahlen · öffentliche Größenordnung, gerundet
  • zwei voneinander unabhängige Einspeisungen aus dem 110-kV-Netz, sechs Umspannwerke 110 kV/10 kV
  • 10-kV-Ringe mit rund 770 km Mittelspannungskabel, rund 240 Netzstationen mit zusammen rund 700 MW
  • 72 Netzersatzanlagen mit zusammen rund 76 MW, 67 USV-Anlagen für die IT
  • Stromverbrauch rund 630 GWh im Jahr; Ausfallzeit weniger als eine Minute im Jahr
  • seit Mitte 2026 vollständig Ökostrom aus Windstromverträgen, darunter ein Anteil von 85 MW an einem Windpark auf See
  • vertikale bifaziale PV an der westlichen Start- und Landebahn: rund 37.000 Module, 17,4 MWp, bis 17,4 GWh im Jahr, 2,8 km lang, Ost-West ausgerichtet, seit Oktober 2025
  • Dach-PV im Frachtbereich: 1,57 MWp, rund 1,5 GWh im Jahr; weitere Dächer sind geplant
  • Klimaziel: 2030 unter 50.000 t CO₂ im Jahr, bis 2045 Netto null (Scope 1 und 2)
  • rund 800 E-Fahrzeuge auf dem Gelände, rund 950 Ladepunkte bis 2027 geplant; Diesel-Bodenstromgeräte werden bis 2040 ersetzt

Die Zahlen stammen aus öffentlichen Angaben des Flughafenbetreibers und sind gerundet. Alles, was die Ladehalle betrifft, sind Unterrichtswerte.

Das kennst du schon aus Lernfeld 1 und Lernfeld 2

Kennst du schon aus Lernfeld 1 „Drei Zettel am Schlepper“: dieselbe Werkstatt der Bodenverkehrsdienste am Vorfeld Ost und dieselbe Werkstattleitung als Auftraggeber. Dort war es der Diesel-Schlepper GS 14 mit seinem 24-V-Bordnetz. Jetzt kommen die E-Schlepper, und mit ihnen die Frage, woher der Strom zum Laden kommt.

Kennst du schon aus Lernfeld 2 „Die Hütte am Terminal“: Leistung, Strom und Spannung, Leitungen und ihren Widerstand. In LF 2 hast du eine einzelne Hütte angeschlossen. In LF 5 schaust du zuerst flussaufwärts: über welche Spannungsebenen der Strom kommt und weshalb.

So fließt die Energie zur Ladehalle

Folge dem Energiepaket vom 110-kV-Netz bis zum E-Schlepper und achte auf die Spannungsleiste darunter. An welchen Stellen springt sie, und was steht dort im Plan?

Bewegte Szene: Ein Energiepaket läuft vom 110-kV-Netz durch das Umspannwerk, über den oberen Strang des 10-kV-Rings an den Netzstationen vorbei in die Trafostation V-Ost, über die NSHV, den Abgang -Q24 und die Zuleitung -W1 mit 85 m zur UV-LH und zum Ladegerät -T11, das den E-Schlepper ES 21 lädt. Im unteren Strang des Rings liegt eine offene Trennstelle. Die Spannungsleiste unten zeigt, mit welcher Spannung die Energie gerade unterwegs ist: 110 kV, 10 kV, 400/230 V.Woher kommt der Strom für die Ladehalle?Bewegte Szene · Energiefluss vom 110-kV-Anschluss bis zum Ladegerät -T11110-kV-Netz 1110-kV-Netz 2UmspannwerkTrafostation V-Ost10 kVNSHV-Q24-W1 · 85 mUV-LH-T11LadegerätES 2110-kV-Ringweitere Netzstationenoffene TrennstelleSpannungsleiste: Welche Spannung hat die Energie gerade?110 kVEinspeisung bis Umspannwerk10 kVUmspannwerk, Ring, bis Trafostation V-Ost400/230 VNSHV V-Ost, UV-LH, Ladegerät

Bewegte Szene ohne Lösungswerte: Ein Energiepaket läuft vom 110-kV-Netz durch das Umspannwerk, über den oberen Strang des 10-kV-Rings an den Netzstationen vorbei in die Trafostation V-Ost, über die NSHV, den Abgang -Q24 und die Zuleitung -W1 mit 85 m zur UV-LH und zum Ladegerät -T11, das den E-Schlepper ES 21 lädt. Im unteren Strang des Rings liegt die offene Trennstelle. Die Spannungsleiste darunter leuchtet mit: 110 kV, 10 kV, 400/230 V. Wer Bewegung abgeschaltet hat, sieht das Standbild. Eigene Darstellung für den Unterricht.

Die Spannungsleiste der Ladehalle

Drei Spannungen, drei Abschnitte des Wegs. Die Leiste begleitet dich durch den ganzen Teil.

Spannung Wo am Flughafen Betriebsmittel und Kennzeichen Ebene: trägst du in Aufgabe 1.1 ein
110 kV zwei voneinander unabhängige Einspeisungen aus dem 110-kV-Netz bis in die sechs Umspannwerke 110-kV-Sammelschiene, Transformatoren 110 kV/10 kV im Umspannwerk
10 kV 10-kV-Ringe mit rund 770 km Kabel und rund 240 Netzstationen, darunter die Trafostation V-Ost Ringkabel, 10-kV-Schaltanlage in V-Ost, Transformatoren -T1 und -T2 (10 kV/0,4 kV)
400/230 V NSHV V-Ost, Zuleitung zur Ladehalle, Unterverteilung, Endstromkreise NSHV V-Ost, Abgang -Q24, Zuleitung -W1, UV-LH, Ladegeräte -T11 bis -T16

Erst schätzen, dann arbeiten

Dieselbe Leistung von 1.250 kVA soll einmal mit 10 kV und einmal mit 400 V über dieselbe Leitung fließen. Wie viel mehr Verluste entstehen bei 400 V: doppelt so viel, zehnmal so viel, hundertmal so viel oder noch mehr? Schreib deine Schätzung auf, bevor du rechnest. In Lernangebot 1 rechnest du nach.

Dein Weg in 12 Schritten

1Auftrag klären
2Spannungsebenen ordnen
3Den Weg verfolgen
4Strom und Verluste rechnen
5Die Station verstehen
6Ring und Reserve
7Den Versorgungspfad zeichnen
8Versorgung klassifizieren
9PV und CO₂ rechnen
10Entscheiden
11Kreuzreview M1
12Ergebnis sichern

Mehr zu diesem Teil

Dein Weg im Einzelnen
  1. Auftrag klären
    Lies die Lage, sieh dir Übersichtsplan und Szene an und schreib auf, welche Fragen der Werkstattleitung ihr noch nicht beantworten könnt.
  2. Spannungsebenen ordnen
    Ordne die vier Spannungsebenen und die drei Spannungen des Flughafens ein.
  3. Den Weg verfolgen
    Verfolge die Energie im Übersichtsplan vom 110-kV-Anschluss bis zum Ladegerät.
  4. Strom und Verluste rechnen
    Berechne Strom und Verluste bei gleicher Leistung auf 110 kV, 10 kV und 400 V und prüfe deine Schätzung.
  5. Die Station verstehen
    Erschließe die Trafostation V-Ost: Betriebsmittel, Übersetzungsverhältnis, Bemessungsströme, Dyn5.
  6. Ring und Reserve
    Erkläre, wie Ring und zwei Transformatoren die Versorgung bei einem Fehler halten, und ordne die Ausfallzeit des Flughafens ein.
  7. Den Versorgungspfad zeichnen
    Zeichne den Versorgungspfad der Ladehalle als Übersichtsplan mit einem Satz je Station.
  8. Versorgung klassifizieren
    Ordne Netzbezug, PV, Netzersatzanlage, USV und Batteriespeicher nach Funktion, Kosten und Umwelt.
  9. PV und CO₂ rechnen
    Berechne Ertrag, Eigenverbrauch, Ersparnis, Amortisation und CO₂-Bilanz der Dach-PV.
  10. Entscheiden
    Stellt die Entscheidungsmatrix mit Gewichtung auf und schreibt die Empfehlung an die Werkstattleitung.
  11. Kreuzreview M1
    Stellt Versorgungspfad und Matrix einem anderen Team vor und lasst sie im Kreuzreview abnehmen. Danach zeichnet die Projektleitung ab; zusammen mit Teil 2 ist das Meilenstein M1.
  12. Ergebnis sichern
    Wissensspeicher-Blatt ausfüllen, drei Prüffragen für die Expertenrunde vorbereiten.
Fertig bist du, wenn …

Das Arbeitspaket gilt erst als fertig, wenn ein anderes Team im Kreuzreview alle Punkte abnimmt und die Projektleitung abzeichnet (erster Teil von Meilenstein M1):

  • Der Versorgungspfad der Ladehalle ist als einpoliger Übersichtsplan gezeichnet: vom 110-kV-Anschluss bis zu einem Ladegerät, mit Schaltzeichen nach DIN EN 60617, Spannungen und Kennzeichen.
  • Zu jeder Station steht ein Satz, was dort mit der Energie geschieht; die Stellen, an denen sich die Spannung ändert, tragen ihr Übersetzungsverhältnis.
  • Strom und Verluste bei gleicher Leistung sind für 110 kV, 10 kV und 400 V berechnet, mit Formel, Werten und Einheit, und daraus ist begründet, weshalb mit hoher Spannung übertragen wird.
  • Die Trafostation V-Ost ist erklärt: Betriebsmittel, Übersetzungsverhältnis, Bemessungsströme und Schaltgruppe Dyn5.
  • Ringnetz und (n−1)-Sicherheit sind am Kabelfehler und an den beiden Transformatoren von V-Ost erklärt.
  • Die Versorgungsmöglichkeiten sind nach funktionalen, ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten klassifiziert.
  • Ertrag, Eigenverbrauch, Ersparnis, CO₂-Bilanz und einfache Amortisation der Dach-PV sind berechnet, jede Zahl mit Quelle (öffentliche Angabe oder Unterrichtswert).
  • Die Entscheidungsmatrix hat Kriterien mit Gewichtung, eine Bewertung je Variante mit Begründung und eine Empfehlung an die Werkstattleitung auf einer Seite.
  • Die Empfehlung beantwortet die Fragen der Werkstattleitung: woher der Strom kommt, wie sicher und wie grün er ist und ob sich die Dach-PV lohnt.
  • Versorgungspfad und Entscheidungsmatrix sind als erster Teil von Meilenstein M1 im Kreuzreview von einem anderen Team abgenommen und von der Projektleitung abgezeichnet.
  • Das Wissensspeicher-Blatt ist vollständig; drei Prüffragen liegen vor.
Das brauchst du dafür
  • Den abgezeichneten Projektauftrag und die Anlagendaten, besonders A (Netz des Flughafens), B (Trafostation V-Ost), C (Ladehalle) und D (Verbraucher)
  • Den Übersichtsplan des Netzbetriebs (oben) und die Karte „Vom Ring bis zur Steckdose“
  • Lernangebot 1 (Vom Umspannwerk bis zur Steckdose) und Lernangebot 2 (Versorgung bewerten)
  • Tabellenbuch Elektrotechnik, Taschenrechner, Zeichenpapier oder den Werkstattrechner aus Lernfeld 4 für Übersichtsplan und Matrix
  • Die Wissensspeicher-Vorlage
Das kommt in deinen Wissensspeicher

Ein Blatt „Woher kommt der Strom?“: die Spannungsleiste mit den vier Ebenen und den drei Spannungen am Flughafen, euer Versorgungspfad in Kurzform, die Formeln für Strom, Verluste und Übersetzungsverhältnis, die Schaltgruppe Dyn5, Ring und (n−1)-Sicherheit in zwei Sätzen, die Kennzahlen der Dach-PV und eure Empfehlung.

Zusätzlich: drei Prüffragen für die Expertenrunde formulieren, eine Wissensfrage, eine Rechenfrage, eine Begründungsfrage.

Ausblick: Lernfeld 10 · dieselbe Trafostation V-Ost

Im dritten Ausbildungsjahr kommst du in Lernfeld 10 „Strom aufs Vorfeld“ in genau diese Trafostation zurück. Dann kommt am Vorfeld Ost die große Ladezone dazu. Die beiden Transformatoren -T1 und -T2 laufen dort parallel, die Schutzeinrichtungen müssen selektiv zusammenarbeiten, und die Blindleistung wird kompensiert. Dafür braucht man auch die Kurzschlussleistung des 10-kV-Netzes und die Kurzschlussspannung uk der Transformatoren.

In LF 5 bleibt ihr bei einem einzigen Abgang der NSHV, dem Abgang -Q24, und bei der Unterverteilung der Ladehalle. Was ihr hier über V-Ost lernt, ist das Fundament für LF 10.

Für Lehrkräfte
Für Lehrkräfte: Sprint 1 · 12 h · Meilenstein M1 gemeinsam mit Teil 2, Kreuzreview am Ende von Sprint 1 · Stunden als Vorschlag: Auftrag, Übersichtsplan und Szene 1 h, Lernangebot 1 5 h, Lernangebot 2 4 h, Rechenwege, Kontrolle und Vorbereitung des Kreuzreviews 2 h. Lernziele: 1.1 Spannungsebenen mit Werten und Aufgaben einordnen; 1.2 den Versorgungspfad vom 110-kV-Anschluss bis zum Endstromkreis beschreiben und als Übersichtsplan zeichnen; 1.3 Strom und Leitungsverluste bei gleicher Leistung berechnen und die Übertragung mit hoher Spannung begründen; 1.4 Netzstation als Schalt- und Verteilungsanlage erklären, Übersetzungsverhältnis und Bemessungsströme berechnen; 1.5 Ringnetz und (n−1)-Sicherheit erklären; 1.6 Versorgungsmöglichkeiten funktional, ökonomisch und ökologisch klassifizieren und mit einer gewichteten Entscheidungsmatrix bewerten. Rahmenlehrplan LF 5: Elektroenergieversorgung planen; Möglichkeiten der Elektroenergieversorgung nach funktionalen, ökonomischen und ökologischen Aspekten analysieren und klassifizieren; Inhalte Spannungsebenen, Schalt- und Verteilungsanlagen, Umweltverträglichkeit. Prüfungsbezug: LF 5 gehört zu Teil 1 der Abschlussprüfung der Elektroniker für Betriebstechnik (LF 1 bis 6), Arbeitsaufgabe mit situativen Gesprächsphasen und schriftliche Aufgabenstellungen; prüfungsnah sind hier Leistung, Strom, Verluste und Transformator. Offen ist, wie die Teams gewichten und ob sie die Dach-PV empfehlen. Empfehlen alle Teams dasselbe, frag nach der Gewichtung und nach der Sicht: Rechnet ihr für die Halle oder für den ganzen Flughafen? Die Flughafenzahlen sind öffentliche Größenordnungen, gerundet und ohne Namen. Preise, CO₂-Werte und alle Werte zur Ladehalle sind Unterrichtswerte. √3 und die Leistung im Dreiphasensystem werden hier als Formel gegeben und in Teil 2 hergeleitet. Die Szene zeigt im Auftrag keine Lösungswerte, erst in der Lösungslektion.