Netzregelung

Was ist Regelleistung und welche Bedeutung hat sie?

Auszug aus dem Bericht zum Symposium vom 13. September 2004 zum Thema Regelenergiemarkt
(Quelle: Bund der Energieverbraucher e.V.)

Im gesamten Stromnetz muss in jedem Augenblick so viel Strom erzeugt werden, wie Strom verbraucht wird. Das Stromnetz lässt sich als riesige Achse verstehen. Auf der einen Seite treiben die Turbinen die Achse an, auf der anderen Seite der Achse verbrauchen Maschinen die Energie. Wenn mehr Energie, also Strom von den Maschinen verbraucht wird, als die Turbinen erzeugen, dann wird die Achse immer langsamer die Netzfrequenz sinkt bis sie ganz stehenbleibt. Wird weniger Energie verbraucht, steigt die Frequenz wieder an.
Jeder Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) plant den Einsatz seiner Kraftwerke entsprechend der erwarteten Verbräuche. Dazu kann er Kern- und Kohlekraftwerke einsetzen, die langsam reagieren und meist ohne Unterbrechung Tag und Nacht arbeiten, so genannte "Grundlast". Die kurzfristigen Schwankungen werden durch reaktionsschnellere Öl- und Gaskraftwerke abgedeckt, die in Minuten oder sogar Sekundenschnelle reagieren können.

Bild.1 Animation Regelleistungsbereitstellung
(Der PKW muß konstand mit 50km/h bewegt werden)
Beim Ausfall eines Kraftwerks oder bei einem unerwartetem Verbrauchsanstieg ist das Gleichgewicht von Erzeugung und Verbrauch kurzzeitig gestört. Die Folge ist ein Ansteigen oder Absinken der Netzfrequenz. Darauf reagieren alle großen Kraftwerke, davon gibt es in Europa circa 1.000, automatisch und unmittelbar. Beim Absinken der Frequenz wird die Leistung des Kraftwerks erhöht. Das ist durch die Trägheit der großen Schwungmassen möglich. Das Kraftwerk gibt bei sinkender Frequenz unmittelbar mehr Leistung ins Netz die Schwungmassen werden dadurch etwas langsamer. Das wird als "Primärregelung" bezeichnet. Die Frequenz bleibt so innerhalb eines Schwankungsbereichs von plus oder minus 0,2 Hertz um die Normalfrequenz von 50 Hertz.
Innerhalb von 30 Sekunden wird die "Primärregelung" durch Aktivierung der "Sekundärreserve" abgelöst. Das sind schnell anlaufende Kraftwerke, zum Beispiel Pumpspeicherkraftwerke oder Gasturbinen. Diese Kraftwerke werden vollautomatisch gestartet.
Nach 15 Minuten wird die "Sekundärreserve" durch manuelle Zuschaltung der "Minutenreserve" abgelöst. Diese wiederum wird nach 60 Minuten durch die "Stundenreserve" abgelöst. Der Bedarf an Sekundär-, Minuten- und Stundenreserve wird nach wahrscheinlichkeitstheoretischen Modellen berechnet. Die Schwankungen der Windenergieleistungen zum Beispiel sind sehr gut prognostizierbar. Eine Stunde im Voraus lässt sich die Windleistung mit einer Genauigkeit von 97,5 Prozent prognostizieren. Das lässt genügend Zeit, um den Einsatzplan der anderen Kraftwerke auf das Angebot von Windkraftstrom anzupassen. Selbst eine sturmbedingte Windabschaltung von 400 Megawatt Leistung im Jahr 2002 konnte durch gute Planung mit der Stundenreserve ohne Minutenreserve ausgeregelt werden. In Deutschland machen die Kosten der Regelenergie nach Behauptung der ÜNB mittlerweile über 40 Prozent der Übertragungsnetzentgelte im Hochspannungsbereich aus. Es wird von den ÜNB nicht veröffentlicht, wie viel Regelenergie (Leistung und Arbeit) jeweils für die physikalische Stabilisierung der Stromversorgung benötigt wird.

Zahlen und Fakten zur Stromerzeugung 2005 (Quelle: VGB Power Tech)

Die Windenergie hat mittelfristig das größte Potential, um die angeführte Zielsetzung der Europäischen Union zu erreichen. Die installierte Leistung der Windkraftanlagen in Europa erhöhte sich von 1999 bis Ende 2004 um rund 250% auf 34400 MW. Die witterungsbedingt schwankende und nicht sicher verfügbare Energiebereitstellung stellt aber erhebliche Anforderungen an den bestehenden Kraftwerkspark. Nach einer Studie der Deutschen-Energie-Agentur (dena) würden beispielsweise im Jahr 2015 nur rd. 6% der in Deutschland zu erwartenden 36.000 MW Windkapazität verlässlich zur Verfügung stehen. 94 % der Windleistung müssen demzufolge durch konventionelle thermische Kraftwerke abgesichert werden. Die damit verbundenen wirtschaftlichen Auswirkungen müssen in der Gesamtheit betrachtet werden. Auch in Zukunft ist daher ein vernünftiger Energiemix notwendig und sinnvoll.

Fazit:
Jedes MW an alternativ erzeugter Energie muß, laut Studie der Deutschen-Energie-Agentur (dena), durch 94% konventionelle thermische Kraftwerke abgesichert werden, d.h. durch den verstärkten Einsatz alternativer Energien und der derzeitigen Netzregelung werden die Energiepreise in den nächsten Jahren weiterhin stark steigen. Den Preis dafür zahlen die Verbraucher und die Wirtschaft.

Bild.4 Animation Regelung mit "MOStecSolar"
Die technische Lösung muss ohne Regelleistung der Netzbetreiber auskommen und somit 100% der eingespeisten alternativen Energie zeitgleich aus dem Netz zum Verbraucher lenken und dort zwischenspeichern. Die Lösung muss parallel zur gegenwärtigen Netzsteuerung arbeiten und diese nicht beeinflussen. Genau hier setzen wir mit unserer Konzeption "MOStecSolar" an (siehe Bild 4).

Link zum Thema Energiepolitik des Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie > www.bmwi.de
Link zum Thema alternative Energien > www..unendlich-viel-energie.de
Link zur Fa.enviaM zum Thema > Wärmekraftwerk, Wasserkraftwerk, Atomkraftwerk,Windkraftanlagen, Photovoltaikanlagen
Link zur Fa.RWE zum Thema > Regelenergie , Energietransport
Link zum Bund der Energieverbraucher e.V. zum Thema > Regelenergiemarkt
Link zum Verband der Netzbetreiber zum Thema > Netz
Link zum Umweltbundesamt zum Thema > Energie

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