Stabiles Stromnetz durch moderne Technik

Neue Regelungssoftware für Windkraftanlagen

Deutschland will in den nächsten Jahren Strom vermehrt aus Wind und Sonne beziehen. Das stelle erhöhte Anforderungen an das Stromnetz, erklärt Dr. 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 sogenannten Umrichter neue Lösungsansätze bieten. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) fördert das Projekt fachlich und finanziell mit 395.000 €.

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 so genannte 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 so genannten 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 Atomstromkraftwerken 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 Atomstromkraftwerke verzichten zu können, sei 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 Atomstromkraftwerke 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.

Bundesstiftung Umwelt (DBU)