Windkraftanlagen sollen Stromnetz stabilisieren

28.01.2020

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Deutschland will in Zukunft immer mehr Strom aus Wind und Sonne generieren. Das führt zu höheren Anforderungen ans 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 ist so eine flexible Reaktion noch schwierig. Das Projekt der Hochschule Düsseldorf in Zusammenarbeit mit W2E Wind to Energy (Rostock) will durch das Weiterentwickeln einer Windkraft-Anlage im Zusammenspiel mit dem sogenannten Umrichter neue Lösungsansätze bieten. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) fördert das Projekt fachlich und finanziell mit 395.000 Euro.

Umgehend auf schwankenden Verbrauch reagieren

Die Bundesregierung hat es sich zum Ziel gesetzt, bis 2038 alle Kohle-Kraftwerke abzuschalten. Gleichzeitig soll der Anteil der erneuerbaren Energien noch weiter angehoben werden.

Um das Stromnetz dabei immer stabil zu halten, muss schnell auf steigenden oder sinkenden Verbrauch reagiert werden. „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.

Erneuerbare können noch keine Momentanreserve

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 Möglichkeit, einen Teil des Netzes allein zu versorgern oder das Stromnetz nach einem Ausfall wieder aufzubauen, können Windkraftanlagen noch nicht leisten. Um in Zukunft komplett auf Kohle- und Atomstromkraftwerke verzichten zu können, müssen sie dazu in der Lage sein.

Stabiles Netz durch moderne Technik

In dem Projekt der Hochschule Düsseldorf soll das durch die Weiterentwicklung von Windkraft-Anlage und Umrichter möglich gemacht werden. Mit Hilfe einer neuen Regelungs-Software sollen Windkraftanlagen Momentanreserven bereitstellen und das Netz nach einem Ausfall auch ohne Kohle- und Atomstromkraftwerke neu 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.