Stromschwankungen durch Sonne und Wind – Probleme durch regenerative Energie im Versorgungsnetz

Stromschwankungen durch Sonne und Wind

Die Energiewende brummt. Schön zu wissen, dass immer mehr Energie aus regenerativen Quellen geschöpft wird. Aber ist wirklich alles Gold, was glänzt, beziehungsweise scheint, oder weht? „Nicht unbedingt immer“ könnte da die Antwort des Energieversorgers sein.

Über die letzten Jahrzehnte nämlich wurde das deutsche Energieversorgungsnetz – im guten Glauben an die Zukunft der großen Kraftwerksblöcke – stets für einen auf die Niederspannungsebene gerichteten Energiefluss ausgelegt und weiterentwickelt. Das bedeutet, dass die großen Kraftwerke auf Hochspannungsebene Energie zur Verfügung stellen, diese Energie dann über die Region verteilt wird und schließlich über Umspannanlagen ihren Weg in die Mittelspannungsebene findet. Von dort aus geht es weiter an Transformatoren, und schon sind wir im Niederspannungsnetz, und in der Küche läuft der Mixer.
Dieses System wird aber durch regenerative Energien beansprucht. Private Photovoltaikanlagen speisen in das örtliche Niederspannungsnetz, Windräder in die Mittelspannungsebene. Unter entsprechenden Witterungsbedingungen kann es daher dazu kommen, dass in den unteren Spannungsbereichen des Energieversorgungsnetzes unregelmäßige Mengen an Energie eingespeist werden. Und das macht sich in manchen Fällen auch im Kraftwerk bemerkbar.

Bricht beispielsweise durch einen kurzfristigen Wetterumschwung die regenerative Energieeinspeisung ein, muss die fehlende Energie durch reguläre Kraftwerke gestellt werden. Am Generator äußert sich das dann dadurch, dass die geforderte elektrische Leistung größer wird als die durch die Dampfturbine gestellte mechanische Leistung. Das Ergebnis: Die Drehzahl des Generators sinkt, und mit ihr die Frequenz des vom Generator erzeugten Wechselstroms.

Und das ist ein Problem. Viele elektrische Geräte, wie zum Beispiel Motoren, elektrische Uhren, oder auch Computer, sind auf eine stabile Netzfrequenz angewiesen. Der potentiell schlimmste Fall tritt jedoch ein, wenn die Netzfrequenz die Grenze von 47,5 Hertz unterschreitet. Dann können am Generator mechanische Schwingungen auftreten, die zu einer Zerstörung führen. In diesem Fall muss das Kraftwerk schnellstmöglich vom Netz genommen werden, das rettet dann die Maschine, verschlechtert aber die Lage des Netzes weiter.

Dies ist eine der vielen Herausforderungen der Energiewende. Und sicherlich eine, die den Verbraucher beanspruchen kann, wenn beispielsweise ein regionaler Stromausfall eintritt und Privateigentum beschädigt oder gar Daten vernichtet werden. Um sich vor derartigen Ausfällen zu schotzen, sind USVs eine geeignete Perspektive.

Quellen:
http://www.udo-leuschner.de/basiswissen/SB124-04.htm
https://www.energie-lexikon.info/frequenzregelung_im_stromnetz.html

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