Die alternativen Energien nehmen auf Grund des zunehmenden Klimawandel und der Verknappung der fossilen Energieträger immer mehr an Bedeutung zu. Die Investitionen in dieser Branche werden vom Staat gefördert und steigen stetig. Eine direkte Vermarktung der alternativen Energie zum Verbraucher ist bisher jedoch nicht möglich, da die politischen Rahmenbedingungen und die hierzu notwendigen technischen Lösungen für die Netzsteuerung fehlen. Die zum Ausgleich der schwankenden Verfügbarkeiten unentbehrlichen Techniken zur Umsetzung und Speicherung der Energie sind verfügbar und die notwendigen Techniken zu deren erneuten Umsetzung in die gewünschten Wirkenergien bekannt und sind nur den spezifischen Anforderungen baldiger Lösungen anzupassen.
Nachfolgend wird eine Lösung beschrieben die es gestattet, im Wettbewerb zu den bisherigen Energieanbietern, alternative Energien direkt zu vermarkten und diese beim Verbraucher zwischenzuspeichern.
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| Bild 1: Prinzip der Netzsteuerung bisher und zukünftig |
Die heutige Regelung des Verbundnetzes (Quellenregelung) hat sich auf Grund der bisher sehr verlässlichen Bereitstellung von fossilen Energieträgern für die Erzeugung von Elektroenergie herausgebildet. Es ist ein so genanntes natürliches Monopol der Netzbetreiber entstanden. Die für den Betrieb des Netzes und dessen Stabilität notwendige Regel-, Reserve- (Schattenwerke) und die lokal sehr wichtige Blindleistung, bestimmen maßgeblich den Abnahmepreis (Netzkosten) des Kunden. Mit der Einführung der alternativen Energien und ihrer politisch und ökologisch gewollten Einspeisung in die Netze, sind die technischen Anforderungen an den Netzbetrieb größer geworden und werden mit der Erweiterung der alternativen Energien weiter steigen. Um den komplizierten Sachverhalt des Netzverbundes und dessen Regelung einer breiten Öffentlichkeit näher zu bringen, wird oft das Bild (siehe Bild 2) eines Sees verwendet. Dieser See symbolisiert unser Energienetz. Da das Energienetz keine Energie speichern kann, besitzt dieser See nur eine Oberfläche. Auf der einen Seite des Sees sind die Quellen (Energieerzeuger) und auf der anderen Seite die unzähligen großen und kleinen Abflüsse (Verbraucher). Die verschiedenen Quellen mit ihren großen und kleinen Flussläufen symbolisieren die unterschiedlich großen Energieerzeugungsanlagen. Die Großen sind meist die Kern- und Kohlekraftwerke. Sie stellen die Grund- und Mittellast des Netzes dar, da sie nur langsam in der Leistung und Verfügbarkeit geregelt werden können. Dann sind da noch die kleineren Zuflüsse, wie Gas-, Öl- und Wasserkraftwerke, sowie den Pumpspeicherwerken. Im Gegensatz zu den großen Kraftwerken sind diese teuer, aber flink in der Verfügbarkeit. Da der Verbraucher sehr undiszipliniert (der Strom kommt ja aus der Steckdose) in der Abnahme der Energie ist, nutzt man diese flinken Quellen zur Regelung des Netzes. Die Kunst dieser Regelung besteht nun darin, dass die Oberfläche des Sees bei allen Belastungssituationen nicht reißen darf. Dieses Gleichgewicht von Angebot und Nachfrage war bis zum Einsatz der ersten Windanlagen in Ordnung.
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| Bild 2: Bildliche Darstellung der gegenwärtigen Quellenregelung |
Erst die von Wind und Sonne abhängigen Energieerzeuger brachten in den Zuflüssen des Sees viel durcheinander. Am Anfang kaum spürbar, aber durch den weiteren Ausbau der alternativen Energie verstärkten sich die Anforderungen an die Netzsteuerung. Um wirklich dieses Problem beherrschen zu können, brauchen die Netzbetreiber zur Spitzenlastregelung sicher verfügbare Energiequellen, die auf Anweisung sehr schnell Zu- und Abgeschalten werden können. So sind hierfür zurzeit meist fossile Energieträger wie Öl oder Gas und die im Pumpspeicherwerk zwischengespeicherte Energie aus den Schwachlastzeiten im Einsatz. Daher kann das heutige Verbundnetz nur begrenzt (wir glauben an nicht mehr als 40%) fluktuierende Energiequellen aufnehmen. Ob langfristig diese nicht unerhebliche Regelleistung von alternativen Energiequellen bereitgestellt werden kann, wagen wir zu bezweifeln.
Des Weiteren müssen die Netzbetreiber erheblich in die Mittel- und Hochspannungsebene des Verbundnetzes investieren, da die meisten Wind- und Sonnenparks nicht in der Nähe der Verbraucher liegen. Da der Energieeintrag dieser alternativen Quellen von natürlichen Schwankungen bestimmt wird, ist die Spitzenbelastung der Leitungen sehr hoch. Die notwendige Erweiterung des Netzverbundes wird sehr viel Geld kosten und somit ein weiteres Ansteigen der Energiepreise befördern.
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