Netzstabilität
Momentanreserve ohne konventionelle Kraftwerke – eine neue Ära der Netzstabilität
Momentanreserve für ein stabiles Stromnetz
Ein stabiles Stromnetz erfordert eine konstante Spannung und Frequenz, die aktuell noch durch konventionelle Kraftwerke bereitgestellt wird. Sie stabilisieren das Stromnetz durch ihre rotierenden Generatoren, die direkt mit der Netzfrequenz gekoppelt sind und so die Momentanreserve bereitstellen. Wird mehr Strom entnommen als eingespeist, verlangsamen sich die Generatoren leicht und setzen ihre gespeicherte Bewegungsenergie als zusätzliche elektrische Leistung frei.
Umgekehrt führt ein Überangebot an Strom dazu, dass sie schneller rotieren und die Frequenz ansteigt. Dieser physikalische Effekt gleicht kurzfristige Schwankungen im Netz automatisch aus und trägt maßgeblich zur Netzstabilität bei. Mit dem wachsenden Anteil erneuerbarer Energien müssen neue Lösungen für diese Stabilitätsmechanismen entwickelt werden.
Netzbildende Wechselrichter – Chance für Europas Stromnetz
Das europäische Festland kann Netzschwankungen derzeit gut ausgleichen – dank der länderübergreifenden Kopplung des Stromnetzes, die große Kraftwerke zur Sicherung der Stabilität einbindet. In Ländern wie Australien und Großbritannien, die teils isoliert sind, stabilisieren netzbildende Wechselrichter Teile des Stromnetzes in Pilotprojekten seit einigen Jahren erfolgreich. In Kombination mit Batteriespeichern liefern sie Momentanreserve – auch ohne konventionelle Kraftwerke: Ein gutes Zeichen für die Umstellung des europäischen Stromnetzes.
Jedoch unterscheidet sich das europäische Stromnetz von dem in Australien oder Großbritannien. Viele organisatorische und technische Fragen sind noch offen. Dabei spielt SUREVIVE eine zentrale Rolle.
Projekt SUREVIVE: Test unter realen Bedingungen
SUREVIVE untersucht, wie netzbildende Wechselrichter im realen europäischen Netz betrieben werden können. Dafür werden sie samt Speicher in Föhren (Rheinland-Pfalz) installiert und getestet. Im Gegensatz zu herkömmlichen Speichern, die vor allem zur Lastverschiebung dienen, können netzbildende Wechselrichter gemeinsam mit Batteriespeichern aktiv zur Netzstabilität beitragen.
Voruntersuchungen minimieren technische Risiken. Der Betrieb wird durch hochauflösende Messtechnik und ein erfahrenes Forschungsteam begleitet. Ziel ist es, mit präziser Steuerung mehrere netzdienliche Funktionen zu übernehmen:
- Frequenzstützung und Momentanreserve – schnelle Leistungsregelung zur Frequenzstabilisierung
- Energetischer Ausgleich – Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch des lokalen Stromnetzes am Umspannwerk
Schwarzstartfähigkeit erproben – wie gelingt der Wiederaufbau des Stromnetzes?
Schwarzstartfähigkeit bedeutet, dass ein Stromnetz nach einem großflächigen Ausfall eigenständig wieder hochgefahren werden kann.
Im Projekt werden netzbildende Wechselrichter erstmals in einem realen Verteilnetz in Deutschland getestet – ein wichtiger Schritt für die praktische Umsetzung.
Durch die direkte Anbindung des Speichers an ein Umspannwerk entstehen ideale Bedingungen, um schwarzstartfähige und netzstabilisierende Steuerungskonzepte zu erproben. Denn bisher genutzte Schwarzstartlösungen reichen in Szenarien wie einem großflächigen Blackout oft nicht aus. Deshalb wird hier getestet, wie Speicher und Wechselrichter gemeinsam das lokale Netz eigenständig wieder in Betrieb nehmen können.
Auf dem Weg zur breiten Anwendung in Europa
Ziel ist es, die Technologie im europäischen Stromnetz breit anwendbar zu machen. Die Ergebnisse werden wissenschaftlich ausgewertet und fließen in konkrete Empfehlungen für Netzbetreiber, Anlagenbetreiber und Regulierungsbehörden ein.
Zukunftssichere Energie: Batteriespeicher im Fokus
Neben der Speicherung und Bereitstellung von Energie kann ein Batteriespeicher durch netzbildende Wechselrichtertechnologie aktiv zur Netzstützung beitragen.
