STROM

15 kW 1.000 kW 100 kW
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gieversorgung mit dem Ziel, auch viele kleine
Stromproduzenten ans Netz anzuschließen, hat
die „Einbahnstraßenregelung“ völlig aufgehoben.
Der Lastfluss verändert häufig seine
Richtung. Inzwischen fließt die Energie auf allen
Netzebenen in beide Richtungen.
Windparks
Im Jahr 2012 waren in Deutschland über 23.000
Windenergieanlagen (WEA) mit einer erstaunlichen
maximalen Gesamtleistung von über
30 GWpeak installiert. Sie soll durch den Aufbau
von Off-Shore-Windparks in der Nordsee noch
wesentlich vergrößert werden. Weil der Wind
nur ungleichmäßig weht, steht die Gesamtleistung
von 30 GW nur selten zur Verfügung.
Derzeit rechnet man mit etwa 20% als zeitlichem
Mittelwert, so dass die Windkraft in einer
statistischen Betrachtung mit einer Einspeisung
von maximal 6 GW erscheinen kann.
Die zahlreichen WEA bilden ein weiträumiges
Team. Falls der Wind überall kräftig pustet, können
bis zu 30 GW eingespeist werden, aber bei
ruhiger Wetterlage und Flaute sind viele WEA
gemeinsam betroffen.
Große Windparks bedingen so hohe Anschlussleistungen
wie ein Kraftwerk und werden an das
Hochspannungsnetz oder sogar direkt an das
Übertragungsnetz angeschlossen.
Sonnenstrom
Die meisten Photovoltaik-Anlagen sind relativ
kleine Dachanlagen, die nur einige kW an elektrischer
Leistung abgeben können. Die Photovoltaik
(PV) hat in Deutschland einen unglaublichen
Boom erlebt. In den Jahren 2010 bis 2012
wurden jeweils über 7,5 GW an neuen Anlagen
hinzugebaut. Deshalb können nun bei landesweit
schönem Wetter über 33 GW an Solarstrom
eingespeist werden. In der maximal möglichen
Leistung entspricht das 33 Großkraftwerken.
In der Summe bedeckten die Paneelen der
deutschen PV-Anlagen im Januar 2013 bereits
die Fläche einer Großstadt, nämlich über 200 km²,
also beispielsweise 10 km x 20 km.
Sie sind überwiegend weit verstreut und deshalb
meistens in das Niederspannungsnetz
eingebunden. In den Verteilungsnetzen ergibt
sich inzwischen tagsüber oft die oben erwähnte
Lastumkehr, denn der eingespeiste PV-Strom
kann an sonnigen Tagen nicht in der Umgebung
der Produzenten abgenommen werden. Stattdessen
wird er aus dem Niederspannungsnetz
in das Mittelspannungsnetz oder sogar ins
Hochspannungsnetz zurückgespeist. Eine
solche Lastumkehr bewirkt keine prinzipiellen
Probleme, sofern die Technik ausgebaut wird.
Eine wesentlich größere Herausforderung
stellen die starken und bisweilen sehr schnellen
Schwankungen der Produktion dar. Auch die
weit verteilten PV-Anlagen bilden ein gemeinsames
Team. Bei Dunkelheit fällt der PV-Strom
aus, bei niedrigem Sonnenstand im Winter oder
bei starker Bewölkung ist er nur schwach. Deswegen
steht der PV-Strom noch viel ungleichmäßiger
als die Windenergie zur Verfügung.
Eine nach Süden ausgerichtete Dachanlage von
100 m² Fläche kann bei voller Einstrahlung 10
bis 15 kW elektrische Leistung abgeben. Das
ist die so genannte Peak-Leistung. Die über ein
Jahr aufsummierte Gesamtenergie entspricht
aber nur einer fiktiven Dauerleistung von 1 bis
1,5 kW bei ununterbrochener, gleichmäßiger
Stromabgabe (etwa 10% des Maximalwerts).
Dabei ist die Ausbeute in Süddeutschland
günstiger als im Norden und im sonnigen
Mittelmeerraum kann man sogar mit etwa 20%
rechnen.
Die Windenergie wird ausführlich im Kapitel 4.2
dargestellt, die Photovoltaik in Kapitel 4.3.
Fehlende Speicherung
Eine Zwischenspeicherung von elektrischer
Energie im Stromnetz ist nicht möglich. Nur in
einem sehr geringen Umfang ergibt sich ein
selbststabilisierender Effekt: Steigt der Bedarf
plötzlich an, sinkt die Netzspannung und in der
Folge geht auch die Drehzahl der Generatoren
in den Kraftwerken etwas zurück, weil sie sich
„mehr anstrengen müssen“. Entsprechend sinkt
die Netzfrequenz etwas unter 50 Hertz ab. Beide
Effekte führen dazu, dass die Verbraucher
weniger Leistung entnehmen und ihre Motoren
geringfügig langsamer laufen. Weil dieser Effekt
unerwünscht ist, haben die Stromproduzenten
und Netzbetreiber ihre Anlagen so ausgelegt,
dass sie Laständerungen möglichst schnell
ausregeln können. Mehr dazu erfahren wir
von den Mitarbeitern der Überwachungs- und
Schaltzentralen (Kap.4.4 und 4.5).
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