Wie erneuerbare Energien das Stromnetz belasten

Im Zusammenhang mit der Energiewende und dem massiven Ausbau der erneuerbaren Energien, wie Photovoltaik und Windkraft, wird von Netzproblemen gesprochen.

Mit dem beschlossenen Ausstieg aus der Atomkraft wurde ein Umbau der Energieversorgung in Deutschland angestoßen, der weltweit Beachtung findet. Viele in anderen Ländern sagen sich, falls das für seine technischen Innovationen bekannte Deutschland den Umbau und Wechsel in erneuerbare Energien nicht schafft, werden das andere Länder erst recht nicht verwirklichen können.

Dezentrale Energieerzeugung und Netzbelastung – passt das zusammen?

Die herkömmlichen Kraftwerke erzeugen den Strom relativ zentral und der wird dann über das Hochspannungsnetz verteilt. Dennoch wurden die Kraftwerke eher in der Nähe von großen Verbrauchern und Ballungszentren errichtet. Wenn man nun – wie es die großen Energiekonzerne machen – auch bei den erneuerbaren Energien auf mehr zentrale Energieerzeugung, etwas in Offshore Windanlagen setzt, ergeben sich daraus natürlich Transportprobleme. Diese lassen sich aber vermeiden, wenn der Vorteil der erneuerbaren Energien, nämlich die dezentrale Erzeugung in kleineren Einheiten auch wirklich wahrgenommen wird. Die dezentrale Energieerzeugung entlastet erst einmal die Stromnetze und dennoch gibt es technische Probleme, die mit dem Einspeisen der erneuerbaren Energien zusammenhängen.

Das 50,2 Hz-Problem

Um zu verstehen, woher das Problem auch durch die dezentrale Einspeisung von erneuerbaren Energien kommt, muss man erklären, wie die Einspeisung – etwa einer Photovoltaik-Anlage – funktioniert.. Der Wechselrichter prüft den Netzstrom, passt sich der Frequenz an und speist dann ein. Je mehr Strom im Netz ist, um so höher wird die Netzfrequenz. Den meisten Geräten macht es nichts aus, ob die 220-230 Volt nun mit 50 Hz oder 55 Hz oder vielleicht auch 60 Hz ankommen. Die Wechselrichter haben jedoch eine Grenze von 50,2 Hz eingebaut, ab der sich der Wechselrichter vom Netz trennt und die Einspeisung unterbricht. So wird verhindert, dass „zuviel“ Strom im Netz ist. So lange es nicht so viele Photovoltaikanlage gegeben hat, die ins Netz einspeisten, war das kein Problem. Anders wird des jedoch, wenn beim Überschreiten der 50,2 Hertz Grenze nicht die eine Photovoltaik-Anlage in einer Straße abschaltet, sondern nahezu zeitgleich ein Dutzend PV-Anlagen. Mit einem Schlag fehlen dann vielleicht 50 kw Strom, die nicht eingespeist werden. Davon geht dann Netz erst einmal in die Knie.

Die Lösung ist in Sicht

Das Problem war eigentlich vorhersehbar und dennoch hat es bis Anfang 2012 gedauert, bis zur Lösung etwas unternommen wird. Neue Wechselrichter sollen nun bei 50,2 Hz nicht mehr schlagartig abschalten sondern sich langsam aus dem Netz „herausschleichen“. Das schont nicht nur das Netz, das bei einem langsamen herabfahren der eingespeisten Leistung weniger belastet wird, sondern erhöht auch insgesamt die eingespeiste Strommenge. Bisher schalteten sich die Wechselrichter schlagartig ab und es dauerte einige Zeit, manchmal Minuten, bis sie sich wieder ins Netz eingeklingt hatten. In diesem Zeitraum wurde, obwohl Strom zum Einspeisen vorhanden war, kein Strom ins Netz geben und für den Anlagenbetreiber dann auch nichts eingespeist, das vergütet wird.

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