(Kurz-)Analyse Sonnenfinsternis

Die Sonnenfinsternis vom 20. März 2015 wurde besonders mit Sicht auf die Stabilität der Stromversorgung mit Spannung erwartet. Einen Blackout gab es nicht* – und eine Betrachtung der Netzfrequenz des Tages zeigt, dass die Stromversorgung auch zu keinem Zeitpunkt gefährdet war (zumindest, was den Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch angeht):

Die Netzfrequenz während der Sonnenfinsternis am 20. März 2015

Die Netzfrequenz während der Sonnenfinsternis am 20. März 2015

 

Es ist zu erkennen, dass die Netzfrequenz zu Beginn der Sonnenfinsternis langsam etwas heruntergeht. Das hängt mit der nachlassenden Einspeisung durch die Photovoltaik zusammen. Nach und nach werden (konventionelle) Kraftwerke zugeschaltet, um die fehlende Solarenergie zu ersetzen. Nach der größten Bedeckung der Sonne werden innerhalb einer Stunde wieder 15GW durch Solarenergie mehr in das Netz eingespeist und die konventionellen Kraftwerke wieder heruntergefahren. Kraftwerke werden hauptsächtlich im Viertelstundentakt zu- und abgeschaltet, daher die häufigen Spitzen.

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Sonnenfinsternis und die Netzfrequenz

Netzfrequenzanzeige für Mobilgeräte

Netzfrequenzanzeige für Mobilgeräte

Die Sonnenfinsternis am 20. März 2015 wird die Energieversorger vor eine gewisse Herausforderung stellen. Ob sie diese Herausforderung meistern, wird sich sehr gut an der Netzfrequenz ablesen lassen. Um die Netzfrequenz während der Sonnenfinsternis auch „ausser Haus“ gut beobachten zu können, gibt es jetzt auch eine Echtzeitanzeige mit einer für mobile Endgeräte optimierten Darstellung:
http://www.netzfrequenz.info/mobile/mobile.html

 

Die größten in den letzten Jahren beobachteten Abweichungen lagen bei ungefähr +/-0,15Hz. Um diesen Bereich – und noch etwas mehr – abzudecken, liegt der Anzeigebereich der Anzeige zur Netzfrequenz bei 49,8Hz bis 50,2Hz. Ich gehe nicht davon aus, dass der Zeiger diesen Bereich am 20. März ausnutzen wird.

 

Da sich Strom nicht in relevanten Größenordnungen speichern lässt, muss immer genau so viel erzeugt wie verbraucht werden. Ein Ungleichgewicht macht sich in der Netzfrequenz bemerkbar. Bei einer zu hohen Einspeisung steigt die Netzfrequenz über ihren Sollwert von 50Hz und bei einer zu niedrigen sinkt sie unter den Sollwert. Studien gehen davon aus, dass wegen der Sonnenfinsternis durch den Wegfall der Solareinspeisung mit einer Differenz von bis zu 18,5GW zu rechnen ist. Selbst diese hohe Differenz lässt sich im Normalfall sehr gut ausgleichen, die Herausforderung ist in diesem Fall aber die Änderungsgeschwindigkeit. Im Gegensatz zum Sonnenauf- und Untergang fällt die Solareinspeisung sehr plötzlich weg und setzt auch sehr plötzlich wieder ein.

 

Eine Veränderung von 18,5GW würde sich ohne Gegenmassnahmen in der Netzfrequenz mit einer Differenz von ungefähr +/- 1Hz bemerkbar machen. Bei einem Wegfall würde sie auf 49Hz absinken und bei dem plötzlichen Zuschalten einer derartigen Leistung könnte die Frequenz auf 51Hz steigen. Theoretisch wären sogar diese Frequenzwerte möglich, ohne dass gleich das komplette Stromnetz zusammenbricht. Erst ab einer Frequenz unter 49Hz wird „Last abgeworfen„, also einzelne Bereiche (z.B. Städte) von der Stromversorgung getrennt. Bei einem zu hohen Anstieg der Frequenz reduzieren Solaranlagen automatisch ihre Einspeisung, wodurch das mögliche Problem einer zu starken Einspeisung zum Ende der Sonnenfinsternis abgeschwächt wird. Das 50,2Hz-Problem sollte durch die Änderungen in der letzten Zeit zum Glück nicht mehr auftreten. Dafür gibt es aber noch das 49,5Hz-Problem, da sich bei diesem Wert viele einspeisende Anlagen vom Netz trennen.

 

So viel zur (stark vereinfachten) Theorie zum Bereich der Netzfrequenz. Es gibt natürlich noch weitere Parameter neben der Frequenz, die hier bedacht werden müssen. Aber da die Energieversorger schon seit Ewigkeiten von diesem Ereignis wissen, werden sie es sicherlich gut im Griff haben und ich wage die Prognose, dass sich die Sonnenfinsternis nicht signifikant auf die Netzfrequenz auswirken wird.