Neuartige Wechselrichter retten das Stromnetz – Blackout-Gefahr gebannt?
Neuartige Wechselrichter retten das Stromnetz – Blackout-Gefahr gebannt?
Europa steht vor der Herausforderung, den Ausbau erneuerbarer Energien voranzutreiben, während gleichzeitig die Stabilität des Stromnetzes gewährleistet werden muss. Laut OEKO-News wird besonders die Bereitstellung von genügend Strom in den Wintermonaten als kritisch angesehen. Klassische Großkraftwerke wie Wasser-, Kohle- und Atomkraftwerke spielen eine entscheidende Rolle, denn sie stabilisieren das Netz durch ihre mechanischen Eigenschaften.
Erneuerbare Energien, insbesondere Wind- und Solarkraft, produzieren jedoch insbesondere Gleichstrom, der in Wechselstrom umgewandelt werden muss. Diese Umwandlung erfolgt über Wechselrichter, die sich am Netz-Takt orientieren. Das Problem dabei: Mit dem Rückgang der Großkraftwerke könnte dies zu einer ernsthaften Herausforderung für die Netzstabilität werden.
Innovative Lösungen für die Netzstabilität
Um diesen Herausforderungen zu begegnen, haben Florian Dörfler, Professor an der ETH Zürich, und sein Team netzbildende Wechselrichter entwickelt. Diese Wechselrichter sind in der Lage, aktiv zur Stabilität des Stromnetzes beizutragen, anstatt lediglich einem vorgegebenen Takt zu folgen. Wie OEKO-News weiter berichtet, haben diese Wechselrichter den Vorteil, dass sie bei Netzfehlern nicht vom Netz getrennt werden, was in der Vergangenheit zu Überlastungen und Schäden führte.
Die neu entwickelten Algorithmen ermöglichen, dass netzbildende Wechselrichter auch während eines Netzfehlers weiterhin Strom liefern und zur Stabilisierung der Netzfrequenz beitragen können. Ein zentraler Aspekt dieses neuen Regelalgorithmus besteht darin, dass Netzspannung und Frequenz unabhängig voneinander behandelt werden, um die Taktfrequenz stabil zu halten.
Batteriespeicher als Stabilitätsfaktor
Die Herausforderungen der Systemstabilität stehen im Kontext des Ausbaus erneuerbarer Energien. Diese können den wachsenden Energiebedarf decken, jedoch nur unter der Prämisse, dass die Stabilität des Systems gewährleistet bleibt, wenn konventionelle Kraftwerke abgeschaltet werden. Große Batteriespeicher, ausgestattet mit netzbildenden Wechselrichtern, übernehmen zunehmend wichtige Stabilisierungsfunktionen, die zuvor von konventionellen Kraftwerken bereitgestellt wurden. Wie im Artikel von SMA beschrieben, reagieren diese Wechselrichter auf Störungen und sichern die Netzfrequenz ähnlich wie Schwungmassen in traditionellen Synchronmaschinen.
Eine bemerkenswerte Funktion dieser neuen Technologien ist die Schwarzstartfunktion, die es den netzbildenden Wechselrichtern ermöglicht, sich selbst zu starten und das Netzwerk nach extremen Ereignissen wieder aufzubauen. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, den Einsatz von netzbildenden Wechselrichtern und großen Batteriespeicherkraftwerken auszubauen, um die Netzstabilität zu verbessern.
Zusammenarbeit und Implementierung
Dörfler plant, eng mit der Industrie zusammenzuarbeiten, um die Implementierung dieser Algorithmen in die bestehenden Steuerungssoftwaresysteme der Unternehmen zu unterstützen. Diese Entwicklungen könnten das Risiko von Blackouts erheblich verringern und den Übergang zu einem dezentralen Energiesystem fördern, das auf erneuerbaren Energien basiert.
Die digitale Transformation und Automatisierung im Energiemanagement stellen zusätzliche Chancen dar, um die Netzstabilität weiter zu verbessern. Um technologische Fortschritte in diesem Bereich zu beschleunigen, ist ein offener Austausch zwischen politischen Entscheidungsträgern, Netzbetreibern und Energieversorgern von großer Bedeutung.
Die fortschrittlichen Lösungen zur Stabilität des Stromnetzes, wie die netzbildenden Wechselrichter, repräsentieren eine vielversprechende Entwicklung auf dem Weg zur Energiewende und zur Erreichung der Klimaziele in Europa.