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Tutorial: Netz & Verfügbarkeit

Windkraft im europäischen Verbundnetz

Der Betrieb des europäischen Stromnetzes ist facettenreich. Wo wird wann wieviel Energie produziert und wo wird sie gebraucht?
Hochspannungsmast vor blauem Himmel, dahinter scheint die Sonne hindurch

Überlandleitungen gewährleisten den Stromtransport im europäischen Verbundnetz.

Energielieferung geht nur „Just in Time“

In den meisten Industrien ist die Sache einfach: Wird ein Produkt stark nachgefragt, erhöht man die Produktion oder bemüht die vorhandenen Lagerbestände – außerdem ist dies ein guter Zeitpunkt, ein wenig an der Preisschraube zu drehen. Geht die Nachfrage zurück, werden umgekehrt Überproduktionen eingelagert, der Preis gesenkt und die Produktion reduziert.
 
Elektrische Energie ist etwas komplizierter, denn...

  • ...sie lässt sich nur mit hohem technischem Aufwand speichern
  • ...sie kann oft nicht dort erzeugt werden, wo sie gebraucht wird
  • ...der Transport elektrischer Energie braucht eine sichere Infrastruktur des Netzes
  • ...der Transport elektrischer Energie ist mit Verlusten verbunden
  • ...die Energienachfrage kann sich minütlich ändern
  • ...die Energienachfrage reagiert nur sehr träge auf preisliche Signale
  • ...die meisten konventionellen Kraftwerke haben sehr lange Anfahrzeiten, das heißt, es dauert sehr lange, bis sie nach dem Zuschalten tatsächlich Energie liefern können
  • ...die regenerativen Energiequellen Wind und Sonne richten sich nicht nach dem aktuellen Energiebedarf, Wasserkraft ist nur teilweise steuerbar

Die Netzstruktur ändert sich

Durch den zunehmenden Ausbau der erneuerbaren Energien entwickelt sich das Deutsche Stromnetz von einer eher zentralen Versorgungsstruktur durch große Gas-, Kohle- und Atomkraftwerke hin zu einem Netz mit zunehmend dezentraler Energieerzeugung in vielen kleinen Anlagen.
 
Während bei konventionellen Kraftwerken das Energieangebot – wenn auch nur sehr träge – an die Nachfrage angepasst werden kann, erzeugen Windkraftwerke und Solarzellen die elektrische Energie unabhängig vom Energiebedarf. Angesichts ökonomischer und ökologischer Motivationen hat die Bundesregierung schon unter Helmut Kohl im damaligen „Stromeinspeisungsgesetz“ (heute: Erneuerbare-Energien-Gesetz) festgelegt, dass Strom aus regenerativen Quellen vorrangig in das Netz einzuspeisen ist.

Wasserdampf steigt aus den Kühltürmen eines Kraftwerks

Langer Bremsweg: die großen konventionellen Kraftwerke können nur träge auf Veränderungen von Angebot und Nachfrage elektrischer Energie reagieren.

Das „Rechts vor Links“ im Stromnetz

Das hat Auswirkungen auf das gesamte Netz, denn die Energie aus regenerativen Quellen hat grundsätzlich Vorfahrt, ist aber am wenigsten steuerbar. Die großen konventionellen Kraftwerke sind dagegen zu träge, um auf kurzfristige Änderungen zwischen Angebot und Nachfrage zu reagieren.
 
Zu Zeitpunkten mit landesweit starkem Wind aber geringer Energienachfrage kann daher kurzfristig insgesamt ein Überangebot an Energie entstehen, das abgenommen, gespeichert oder exportiert werden muss, während für den Fall schwachen Winds und großer Nachfrage Reservekapazitäten, sog. „Regelenergie“, bereit stehen muss.
 
Diese sog. „Schattenkraftwerke“ werden bei jeder Form der Energiegewinnung benötigt. Denn auch die großen Kohle-, Gas- und Atomkraftwerke können kurzfristig ausfallen. In diesem Fall werden in kurzer Zeit gewaltige Mengen Regelenergie benötigt, um die Netzstabilität zu gewährleisten.

Bei Flaute geht noch lange nicht das Licht aus

Natürlich liefern nicht immer alle Windkraftanlagen Energie. Doch eines ist gewiss: Irgendwo weht immer ein frischer Wind. weiter

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