Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. (SFV)

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vom 15.03.2011, aktualisiert am 01.12.2011, Wolf von Fabeck:

Das 50,2 Hertz Problem und Stabilisierung des Stromnetzes durch Einsatz dezentraler aufladbarer Batterien

Eine wichtige Aufgabe der Übertragungsnetzbetreiber ist die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts zwischen Stromerzeugung und Stromverbrauch. Ob dieses Gleichgewicht summarisch im gesamten europäischen Verbundnetz (UCTE) stimmt, lässt sich anhand der Frequenz der Netzspannung feststellen.

Nach Norm beträgt die Frequenz 50 Hertz; das bedeutet 50 Spannungsausschläge in sowohl positiver als auch negativer Richtung. Diese Frequenz wird so genau eingehalten, dass man die Uhren danach stellen kann. Ein Anstieg der Frequenz deutet darauf hin, dass europaweit mehr Leistung ins Höchstspannungsnetz eingespeist als abgenommen wird.

Kleine kurzfristige Frequenz-Zu- oder Abnahmen im Millisekunden bis Sekundenbereich werden automatisch durch die Massenträgheit der großen Synchrongeneratoren ausgeglichen (Primärregelung). Bei längerfristigen Frequenzabnahmen muss zusätzliche Energie ins Netz eingespeist werden, und im umgekehrten Fall bei Frequenzzunahmen müssen Kraftwerke rasch ihre Leistung vermindern (Sekundärregelung).

Da sie für die Frequenzregelung zuständig sind, müssen die Übertragungsnetzbetreiber "positive" oder "negative Regelenergie" bereitstellen. Im Klartext: Einige Kraftwerksbetreiber und Pumpspeicherkraftwerksbetreiber haben sich vertraglich verpflichtet, bei Bedarf ihre Kraftwerksleistung herauf- oder herunter zu fahren. Dafür erhalten sie von den Übertragungsnetzbetreibern eine angemessene Vergütung.

Definitionen, vertragliche Regelungen und gezahlte Preise sind dargestellt unter https://www.regelleistung.net/regelleistungWeb/ Dort kann man auch nach-recherchieren, dass in den vergangenen Monaten im Bereich der Sekundärregelung sehr viel häufiger negative Regelleistung nachgefragt und teuer bezahlt wurde als positive Regelenergie. Es war also erheblich öfter zu viel Energie im Netz als zu wenig.

Die eventuelle Überschreitung einer Frequenz von 50,2 Hertz wäre allerdings ein massives Anzeichen dafür, dass die Regelung der Übertragungsnetzbetreiber außer Kontrolle geraten ist. Hier ist sofortiges Abregeln großer Kraftwerke erforderlich.

Die Rolle der PV-Anlagen

PV-Anlagen mit dem Inbetriebnahmedatum ab 01.09.2005 sind derzeit noch nach den technischen Anschlussbedingungen der damaligen Zeit mit einer Überfrequenz-Abschaltung ausgestattet, die die PV-Anlage bei Überschreiten einer Netzfrequenz von 50,2 Hertz sofort abschaltet. Doch das ist zu schnell!

Diese Programmierung der PV-Anlagen soll jetzt geändert werden.

Die jetzt diskutierte Umrüstung soll verhindern, dass alle PV-Anlagen in ganz Deutschland und Belgien gleichzeitig schlagartig bei Erreichen der Frequenz von 50,2 abschalten. Sie sollen das vielmehr sozusagen "mit Gefühl" machen, damit kein unbeherrschbarer Stromerzeugungseinbruch erfolgt, der zu sonnigen Mittagsstunden in der Auswirkung so harsch sein könnte, als würden etwa ein Dutzend Atomkraftwerke auf die Sekunde genau gleichzeitig vom Netz gehen.

Die technische und wirtschaftliche Problematik wird ausführlicher in einer Studie der Ecofys Germany GmbH gemeinsam mit dem Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik (IFK) der Uni Stuttgart ausführlich beschrieben. Dort finden sich auch Lösungsvorschläge.

Eine Umrüstung wird für alle Solarstromanlagen vorgeschlagen, die nach dem 01.09.2005 in Betrieb genommen wurden und die größer als 10 kWp sind.

Fraglich ist, wer die Umrüstung bezahlen muss.

Da es sich um eine Umrüstung handelt, die die Übertragungsnetzbetreibern bei der Erfüllung ihrer Aufgabe, der Frequenzstabilisierung, unterstützen soll, liegt es nahe, dass die Netzbetreiber für diese Umrüstung auch bezahlen. Doch dieser Punkt ist zwischen dem Bundesministerium für Wirtschaft, dem die Netzbetreiber "unterstehen" und dem Bundesministerium für Umwelt, das für die Belange der EEG-vergüteten Solaranlagenbetreiber federführend ist, noch strittig.

Deshalb hat der Solerenergie-Förderverein Deutschland als Interessenvertreter der dezentralen Solarstromeinspeiser ein verfassungsrechtliches Gutachten angefordert und den beiden Ministerien vorgelegt.

Blick in die Zukunft

Photovoltaikanlagen können die Systemdienstleistung: "Bereithalten von negativer Regelenergie bei Überschreitung der Netzfrequenz von 50,2 Hertz" nur bei Sonnenschein bereitstellen. Eine noch so vollkommene Lösung des Problems der gleichzeitigen Abschaltung kann den prinzipiellen Nachteil nicht ausschließen, dass bei Dämmerung oder Dunkelheit eine PV-Anlage weder negative noch positive Regelenergie liefern kann.

Bei weiterer Verminderung der Anzahl von regelbaren Kraftwerken im Netz bietet es sich deshalb an, gut verteilt und dezentralisiert im Niederspannungsnetz aufladbare Batterien zu installieren, die - grob gesagt nur halb aufgeladen sind und deren Aufgabe es ist, bei Leistungsüberschuss im Netz Leistung aus dem Netz zu entnehmen und andererseits bei Leistungsmangel eigene Leistung ins Netz einzuspeisen - mit einer Reaktionsdauer von wenigen Millisekungen und genau dosiert. Dieser Gesichtspunkt ist in der öffentlichen Dikussion noch wenig bekannt.

Dezentrale Batteriespeicher bei den Verbrauchern

Im Zusammenhang mit der Frage der lokalen Netzstabilität sollte auch die Frage geprüft werden, welchen Einfluss dezentrale spannungsgeregelte aufladbare Batteriespeicher bei den Endverbrauchern ausüben können.



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