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Göttingen Auch Energiekonzerne sorgen für Schwankungen im Netz
Campus Göttingen Auch Energiekonzerne sorgen für Schwankungen im Netz
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00:18 13.01.2018
Die aufgehende Sonne über einer Hochspannungsleitung bei Sehnde (Niedersachsen). Quelle: dpa
Göttingen

Bereits heute liegt der Anteil erneuerbarer Energien in Deutschland bei etwa 35 Prozent, bis zum Jahr 2035 sollen es mindestens 55 Prozent sein. Weil Wind nicht immer mit der gleichen Stärke weht oder Wolken eine gleichmäßige Produktion von Strom verhindern, sorgen erneuerbare Energien für Schwankungen der Netzfrequenz.

Das Stromnetz in Deutschland und in ganz Europa sowie Asien und Australien funktioniert mit einer Netzfrequenz von 50 Hertz. Bei Schwankungen sinkt diese Frequenz ab, bevor eine gesteigerte Energieeinspeisung die ursprüngliche Herzzahl wiederherstellt. Die zum Teil extremen Schwankungen muss das Stromnetz abfangen können – eine technische Herausforderung. Nach der Auffassung von Experten kann eine bessere Kenntnis über die statistischen Zusammenhänge der Schwankungen den Aufwand deutlich reduzieren.

Forscher des MPIDS haben sich deshalb die Frage gestellt, ob erneuerbaren Energien die Netzfrequenz wirklich so dramatisch beeinflussen, wie behauptet wird. Dafür haben die Wissenschaftler Messungen aus Deutschland, Frankreich, Großbritannien, Finnland, Mallorca, Japan und den USA zusammengetragen.

Deutschland erzeugt und verbraucht Strom nicht allein, sondern tauscht diesen über das europäische Verbundsystem mit den meisten Ländern Kontinentaleuropas und darüber hinaus aus. Auch Finnland ist Teil des Nordischen Verbunds, während die USA in mehrere Regionen aufgeteilt sind. Die Forscher verwendeten in diesem Fall Daten der „Eastern Interconnection“, einem Verbund, der auch Teile Kanadas umfasst.

Die Analyse bot zwei Überraschungen, heißt es in einer Mitteilung der Göttinger MPIDS. Erstens zeige das europäische Netz alle 15 Minuten besonders starke Schwankungen. Dies sei genau der Zeitraum, in dem sich Energiekonzerne auf dem Strommarkt in Europa auf eine neue Verteilung für die Erzeugung einigen und sich damit auch ändere, wo und wie viel Strom in das Netz eingespeist werde. Damit sei nachgewiesen worden, dass mindestens in Europa der Stromhandel einen wesentlichen Beitrag zu den Schwankungen der Netzfrequenz liefert. „Interessanterweise erscheinen die durch Stromhandel hervorgerufenen Frequenzschwankungen im Netz bedeutender zu sein, als solche, die aufgrund der Einspeisung erneuerbarer Energien auftreten“, sagt dazu Prof. Marc Timme vom MPIDS.

Die Forscher fanden zudem heraus, dass es bei den Schwankungen der Netzfrequenz keine gleichmäßige Verteilung, sondern extreme Schwankungen gibt. Kleinere Netze wie auf Mallorca oder das britische Stromnetz zeigen stärkere Schwankungen als die größeren Netze wie beispielsweise das Netz in Kontinentaleuropa. „Unsere Studie weist darauf hin, dass eine Aufteilung eines großen und damit sehr trägen Netzes in viele kleine Netze (Microgrids) zu größeren Frequenzschwankungen in den kleinen Netzen führt“, sagt Benjamin Schäfer vom MPIDS, Erstautor der Studie. Technisch seien Microgrids daher nur eine Option, wenn die heutigen Frequenz-Standards aufgeweicht würden. Für eine abschließende Empfehlung sammeln die Forscher jetzt zusätzliche Daten, unter anderem in Irland und Island, und planen Experimente in Microgrids.

Von Bernard Marks

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