Wie sicher ist unsere Stromversorgung?
Warum das Netz auch bei viel Sonne stabil bleibt
Wir beantworten Ihre Fragen.
FAQ // Stromversorgung
Wir sind vorbereitet – bei jedem Wetter.
In den Medien tauchen immer wieder diese Begriffe auf: Erzeugungsüberschuss, Hellbrise, PV-Spitzen. In diesem Zusammenhang ist von möglichen Herausforderungen für die Stromversorgung die Rede.
Wir erklären hier, was dahintersteckt – und warum sich niemand allzu große Sorgen machen muss.
Damit das Stromnetz stabil ist, muss immer gleich viel Strom aus- wie eingespeist werden. Nur wenn Erzeugung und Verbrauch im Gleichgewicht sind, ist auch das Netz stabil.
Zum Beispiel an sonnenreichen und windigen Feiertagen – wenn viel Energie erzeugt, aber wenig verbraucht wird – kann es zu einem Ungleichgewicht kommen, das die Netzstabilität gefährdet. Dass es an solchen Tagen zu Stromabschaltungen kommt, ist dennoch unwahrscheinlich. Die Netzbetreiber haben viele Mittel und Werkzeuge, um kritische Netzsituationen zu beheben. Stromabschaltungen sind ihr allerletztes Mittel.
Es reicht aus, das zu tun, was ohnehin in jeder Situation sinnvoll ist: Für den Fall kurzer Stromunterbrechungen vorbereitet sein. Genaue Informationen hat das Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe BBK.
Man könnte meinen, dass weniger Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien helfen würde. Aber das stimmt nicht. Das Gegenteil ist richtig: Um die Energiewende zum Erfolg zu führen, brauchen wir mehr Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien. Aber wir brauchen im gleichen Maß auch Netzausbau, Stromspeicher und flexible Verbraucher.
Damit alle „Mitspieler“ im „Team Energiewende“ gut zusammenspielen, kommt es vor allem auf eine gute Steuerung an. Damit beispielsweise bei einem Stromüberschuss ein E-Auto geladen wird, braucht es Smart Meter und Steuerbox. Und damit bei einem Stromüberschuss Solaranlagen vom Netz getrennt werden können, müssen auch diese Anlagen steuerbar sein.
FAQ // Netzbetrieb
Der Stromnetzbetrieb im Krisenfall
Der Stromnetzbetrieb liegt in den Händen der Systemführung und gehört zu den zentralen Aufgaben eines Übertragungsnetzbetreibers. Für den sicheren Netzbetrieb – auch im Krisenfall – stehen viele Instrumente zur Verfügung, deren Einsatz regelmäßig geübt wird.
Essenziell bei der Arbeit in der Systemführung sind Monitoring, Planung und Training. Die Systemführer behalten das Netz ständig im Blick und reagieren bei den kleinsten Abweichungen. Sie planen jede Stunde im Netzbetrieb mehrfach: ein Jahr, einen Monat und einen Tag im Voraus und natürlich auch noch mal am Tag selbst. Außerdem trainieren sie schwierige Situationen regelmäßig mit einem Simulator, sodass jeder genau weiß, was im Ernstfall zu tun ist.
Droht ein Ungleichgewicht, kann es sein, dass die Systemführung der Netzbetreiber eingreifen muss. Eine Überlastung des Stromnetzes kann zu einem Engpass führen. In dieser Situation reagieren die Systemführer mit Redispatch-Maßnahmen. Was Redispatch ist, wird hier erklärt.
https://www.transnetbw.de/de/strommarkt/systemdienstleistungen/redispatch
In seltenen Fällen kann eine Überlastung des Stromnetzes gezielte Abschaltungen erforderlich machen. In dieser Situation veranlassen die Systemführer Abschaltungen zuerst dort, wo es mit den Anlagenbetreibern vertraglich vereinbart ist. Sollte dies nicht ausreichen, werden auch andere Erzeugungsanlagen gezielt angesteuert, damit sie keinen Strom mehr ins Netz einspeisen. Dazu sind die Netzbetreiber gemäß §14a EnWG berechtigt.
Ein allerletztes Mittel, um das Stromnetz stabil zu halten, ist die temporäre Abschaltung ganzer Netzgruppen. Dabei werden nicht nur Erzeugungsanlagen, sondern auch Verbraucher vom Netz getrennt. Hierzu sind die Netzbetreiber gemäß §13(2) EnWG berechtigt.
Zu Lastabschaltungen kommt es nur, wenn alle anderen Möglichkeiten ausgeschöpft sind. Da sich ein nicht mehr zu behebender Erzeugungsüberschuss zunächst in lokalen Netzüberlastungen auswirkt, kommt es zu lokalen Lastabschaltungen. Durchgeführt werden sie von den Verteilnetzbetreibern, die auch darüber entscheiden, in welchem Netzbereich, für wie lange der Strom abgeschaltet wird.
FAQ // Systemstabilität
Drei Parameter sorgen für Stabilität
Die Systemführung ist das, was der Netzbetreiber macht, damit das Stromnetz stabil und sicher funktioniert. Hierfür müssen sich die wesentlichen elektrotechnischen Parameter in einem definierten Normbereich bewegen. Zu diesen Parametern zählen Spannung und Frequenz. Die Länge der Transportwege und ihre Auslastung spielen ebenfalls eine Rolle.
Die Spannung im Netz dient dazu, dass Strom fließen und transportiert werden kann. Sie muss in einer zulässigen Bandbreite gehalten werden, um angeschlossene Geräte zu schützen und die Stromversorgung aufrechtzuerhalten. Das Übertragungsnetz wird mit einer Höchstspannung von 220 und 380 Kilovolt betrieben.
Um die Spannung im Netz aufzubauen und stabil zu halten, benötigen die Netzbetreiber sogenannte Blindleistung. Sie sorgt dafür, dass circa 50-mal pro Sekunde ein magnetisches und ein elektrisches Feld auf- und abgebaut und Wirkleistung übertragen wird. Diese Aufgabe übernahmen bisher konventionelle Kraftwerke und zukünftig die Netzbetreiber. Für diese Systemdienstleistung modernisieren sie ihre Umspannwerke und integrieren Betriebsmittel zur Spannungshaltung in das Netz. Zu diesen Betriebsmitteln gehören Blindleistungskompensations-Anlagen, wie Drosselspulen, Phasenschieber und STATCOMs.
Solange Stromerzeugung und -verbrauch im Gleichgewicht ist, liegt die Frequenz im Stromnetz bei 50 Hertz. Bei einem Ungleichgewicht kommt es zu einer Über- oder Unterfrequenz.
In einem solchen Fall greifen bislang die Synchrongeneratoren konventioneller Kraftwerke regulierend ein. Die rotierenden Massen der Generatoren wirken Frequenzabweichungen innerhalb von Millisekunden entgegen. Diese Stützung der Netzfrequenz nennt man Momentanreserve. Nach dem Wegfall konventioneller Kraftwerke im Rahmen der Energiewende muss die Momentanreserve auf andere Art und Weise zur Verfügung gestellt werden. Zukünftig können auch Windenergie- und Photovoltaik-Anlagen sowie Großbatteriespeicher dazu beitragen, Momentanreserve bereitzustellen.
Die Länge der Transportwege und ihre Auslastung spielen ebenfalls eine Rolle für die Systemstabilität. Vergleichbar mit einem Faden, der reißt, wenn an beiden Enden zu stark gezogen wird, kann es bei zu langen Transportwegen und sehr hoher Auslastung zu einer instabilen Netzsituation kommen.
Im Zuge der Energiewende steigt kontinuierlich die Einspeisung von dezentral erzeugtem Strom aus erneuerbaren Energien. Die Transportwege hin zu den Verbrauchszentren werden länger. Außerdem nimmt die Auslastung des Netzes zu, weil viele Bereiche und Sektoren durch direkte Elektrifizierung dekarbonisiert werden. Deswegen müssen die Übertragungsnetzbetreiber das Netz modernisieren und ausbauen, um den Erfolg der Energiewende abzusichern.