Die Energiewende als Netzwerkproblem: Derzeit versorgen große zentrale Kraftwerke vor allem ihre nähere Umgebung. Künftig sollen verstärkt kleine, dezentrale Wind- und Solaranlagen die Stromversorgung übernehmen. Dadurch ergibt sich eine neue Netzarchitektur, die anders als von manchen gefürchtet stabiler gegen Stromausfälle sein kann als die heutige. © designergold nach Vorlagen des MPI für Dynamik und Selbstorganisation
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:: Sonne und Windkraft können Stromnetz stabilisieren
+ 10.09.2012 + In einem Stromnetz mit vielen kleinen Kraftwerken fällt seltener der Strom aus – neue Leitungen müssen allerdings sorgfältig geplant werden.
Wind, Sonne oder Biogas spielen immer größere Rollen für die Stromerzeugung. Wenn immer mehr Windkraft- oder Photovoltaikanlagen elektrische Energie ins Stromnetz einspeisen, wird dieses feinermaschig: statt weniger Großkraftwerke verbindet es immer mehr kleine dezentrale Kraftwerke mit den Waschmaschinen, Computern oder Produktionsanlagen der Verbraucher.
Anders als manche Experten befürchten, wird ein sehr feinmaschiges Stromnetz wahrscheinlich jedoch nicht empfindlicher für Stromausfälle. Skeptiker nehmen zwar an, dass es deutlich schwieriger werden könnte, die vielen Generatoren und Maschinen der Verbraucher zu synchronisieren, sie also auf eine gemeinsame Netzfrequenz abzustimmen wie ein Dirigent die Musiker eines Orchesters in Gleichtakt bringt.
Ein Team um Marc Timme des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation in Göttingen meint, dass ein “Dirigent” im Stromnetz der Zukunft überflüssig werden könnte: Dezentrale Erzeuger und die Verbraucher synchronisieren sich in einem simulierten Stromnetz selbst.
Darüber hinaus weist die Simulation darauf hin, dass der Ausfall einer einzelnen Leitung in einem dezentral organisierten Stromnetz nicht so leicht zu einem Stromausfall im gesamten Netz führt, dass man aber beim Bau neuer Leitungen vorsichtig sein muss: sie können paradoxerweise zu einer Abnahme der Übertragungskapazität des Gesamtnetzes führen.
Die Aussage der Wissenschaftler gilt aber bis jetzt nur für den (eher unrealistischen) Fall, dass der Stromverbrauch über die Zeit konstant bleibt, und sie betrachten nur ein Zeitfenster von einigen Sekunden. Nur für diese Annahmen trifft die Aussage zu – selbst da schreiben sie, dass die Tendenz zur Frequenz-Instabilität zwar steige, wenn man das Netz dezentral mache, dass aber dafür die Tendenz zum Powerblackout sinke.
Um ihr Computermodell auch praktisch nutzbar zu machen, streben die Göttinger Forscher die Zusammenarbeit mit Ingenieuren und Netzbetreibern an. Erste Kontakte gibt es bereits. Unterdessen verbessern die Wissenschaftler ihr Modell. Gerade arbeitet das Team daran, auch die witterungsbedingten Schwankungen von regenerativen Energiequellen in den Simulationen zu berücksichtigen.
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