31.01.2020 • Energie

Stabilere Stromnetze

Energie drehender Windkraftanlagen soll dank intelligenter Umrichter zur Netzstabilisierung beitragen.

Deutschland will in den nächsten Jahren Strom vermehrt aus Wind und Sonne beziehen. Das stelle erhöhte Anforderungen an das Stromnetz, erklärt Holger Wrede von der Hochschule Düsseldorf: „Um die Stabilität des Netzes zu gewährleisten, ist es notwendig, dass Kraftwerke auf schwankenden Strom­verbrauch reagieren.“ Für Windenergie und Photo­voltaik­anlagen sei das derzeit noch schwierig. Das Projekt in Zusammen­arbeit mit W2E Wind to Energy (Rostock) will durch das Weiterentwickeln der Anlage im Zusammen­spiel mit dem Umrichter neue Lösungs­ansätze bieten. Die Deutsche Bundes­stiftung Umwelt (DBU) fördert das Projekt fachlich und finanziell mit 395.000 Euro.
 

Abb.: Mit einer neuen Regelungs-Software sollen auch Windkraft­anlagen...
Abb.: Mit einer neuen Regelungs-Software sollen auch Windkraft­anlagen Momentan­reserven bereitstellen und das Netz nach einem Ausfall auch ohne Kohle- und Atom­kraftwerke wieder aufbauen können. (Bild: J. Kolk / piclease)

Die Bundesregierung hat es sich zum Ziel gesetzt, bis 2038 alle Kraftwerke abzuschalten, die Strom aus Kohle produzieren und den Anteil der erneuerbaren Energien deutlich zu steigern. Um das Stromnetz stabil zu halten, sei es notwendig schnell auf steigenden oder sinkenden Verbrauch zu reagieren. „Verändert sich der Strom­verbrauch, reagieren die Kraftwerke, indem sie Regelenergie zur Verfügung stellen, um Netzspannung und –frequenz stabil zu halten. Bis diese Energie bereitgestellt werden kann, dauert es jedoch einen Moment. Diese Zeit wird mit der Momentanreserve überbrückt. Also der Energie, die in den großen rotierenden Massen der Dampf­turbinen und Generatoren gespeichert ist“, erklärt Dirk Schötz, Leiter des DBU-Referates Klimaschutz und Energie.

Das Problem mit Erneuerbaren Energien sei, dass diese derzeit nicht in der Lage seien, diesen Zeitraum zu überbrücken und die nötige Momentanreserve bereitzustellen. „Windenergie kann zwar Primärregelenergie liefern, jedoch im Gegensatz zu Kohle- oder Atomkraftwerken derzeit keine Momentan­reserven“, erklärt Wrede. Auch die Fähigkeiten, ein gestörtes Teilnetz allein zu versorgen sowie ein Stromnetz nach einem Ausfall wieder aufzubauen, fehlen den Erneuerbaren. Um zukünftig aber komplett auf Kohle- und Atomkraftwerke verzichten zu können, sei dies alles notwendig.

In dem Projekt der Hochschule Düsseldorf soll das durch das Weiter­entwickeln der Anlage und des Umrichters möglich gemacht werden. Mit Hilfe einer neuen Regelungs-Software sollen Windkraftanlagen Momentan­reserven bereitstellen und das Netz nach einem Ausfall auch ohne Kohle- und Atom­kraftwerke wieder aufbauen können. „Das Verfahren der Hochschule Düsseldorf kann einen wichtigen Beitrag zum Umstellen unserer Strom­versorgung auf Basis Erneuerbarer Energien leisten. Es soll ermöglichen, die Energie der drehenden Rotoren und Generatoren der Windkraftanlagen, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme zusätzlicher Energie­speicher, zum Stabilisieren der Netze und für Regelungs­aufgaben zu nutzen“, so Dirk Schötz. 

DBU / DE
 

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