Mit der Netzfrequenz wird die Frequenz der elektrischen Energieversorgung mittels Wechselspannung in einem Stromnetz bezeichnet. In Deutschland (bzw. im gesamten europäischen Verbundnetz) beträgt die Nennfrequenz 50Hz (Hertz) und ist bis auf kleine regelungsbedingte Abweichungen im gesamten Verbundnetz konstant.
Die Netzfrequenz hängt mit der Rotationsgeschwindigkeit der synchronisierten Generatoren zusammen. Steigt der Energieverbrauch, rotieren die Generatoren langsamer, bei sinkendem Verbrauch steigt die Rotationsgeschwindigkeit. Die Netzfrequenz ist eine der wichtigsten Größen für das Funktionieren des Stromnetzes.

Um dieses umgangssprachlicher zu erklären, wird gerne der Alltagsvergleich mit einem Fahrrad herangezogen: Auf einer gleichmässigen Fläche kann relativ einfach eine konstante Trittgeschwindigkeit gehalten werden. An einer Steigung (zu vergleichen mit steigender Last im Stromnetz) muss mehr Kraft aufgewendet werden, um die Trittfrequenz beizubehalten oder sie kann sogar (kurzeitig) sinken, bis man sich auf die Steigung eingestellt hat. Anders herum steigt die (Tritt-)Frequenz an einem Gefälle kurz an, bis man sie (zum Beispiel durch Bremsen) wieder auf die „normale“ Nennfrequenz gesenkt hat.

Warum 50Hz?

Die Festlegung der Netzfrequenz auf 50Hz geht auf die Anfangszeit der Elektrifizierung zurück und ist ein Kompromiss aus verschiedenen Gegebenheiten. Die Wahl fiel u.a. deswegen auf Wechselspannung, da sich diese im Gegensatz zur Gleichspannung relativ leicht transformieren lässt, was nicht nur für den Transport ein großer Vorteil ist. Hohe Spannungen lassen sich besser über lange Leitungen transportieren und diese können dann beim Endverbraucher auf vergleichsweise ungefährliche Spannungen (*) heruntertransformiert werden.
Für zum Beispiel industrielle Anwendungen ist es so auch möglich, die „geringe“ Spannung für das Betreiben von Kleinverbrauchern (zum Beispiel Lampen) zu nutzen und höhere Spannungen für Motoren oder ähnliches, ohne dass mehrere Leitungen für die verschiedenen Spannungen zum Verbraucher gelegt werden müssen. Wechselspannung hat den Vorteil, dass sie leicht transformiert werden kann. Gleichzeitig hat sie den Nachteil, dass dadurch die Kraftwerke in einem Verbundnetz synchron laufen müssen. Je höher die Frequenz, umso schwerer wird die Synchronisation der Kraftwerke, allerdings können dafür die Transformatoren kleiner und billiger gebaut werden. Ein weiterer Nachteil zu hoher Netzfrequenzen ist, dass höhere Frequenzen dickere Leitungen benötigen, um die Verluste gering zu halten. In der Anfangszeit der Elektrifizierung wurde die Energie hauptsächlich für Glühlampen genutzt. In Amerika fiel die Wahl auf 60Hz, da hier das Flackern der Lampen gerade nicht mehr wahrnehmbar ist. Warum in Europa die Wahl auf 50Hz gefallen ist, ist nicht gut belegt. Es wird vermutet, dass 50Hz gewählt wurden, da dieses eine Vorzugszahl des metrischen System ist (1-2-5-10).

(*) (Wechsel-)Spannung kann einem Menschen schon ab 40V gefährlich werden. Von daher wäre es fahrlässig, bei der in Europa genutzen Spannung von 230V von „ungefährlich“ zu sprechen. Aber hier ist der Vergleich zur Hochspannung gemeint – und von Hochspannung gehen noch ganz andere Gefahren aus…