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Wohin mit der Regelenergie?
© Vindvet
Schwankungen in der Stromnachfrage ausgleichen
24.05.2012

Windstrom soll Netze stabilisieren

Das Stromnetz muss auch bei kurzfristigen Schwankungen zwischen Erzeugung und Verbrauch stabil bleiben. Dafür braucht man dann zum Ausgleich in wenigen Sekunden bis Minuten zusätzliche, sichere Strommengen. Bisher übernahmen die fossil befeuerten Kraftwerke diese Aufgabe, künftig sollen auch verstärkt Windparks zum Ausgleich beitragen. Ein Forschungsprojekt vom Fraunhofer IWES soll dazu in Zusammenarbeit mit Industriepartnern ein neues Verfahren entwickeln.

Durch die Energiewende wird es zu einem Strukturwandel in der deutschen Stromversorgung kommen: Der Beitrag der erneuerbaren Energien wächst kontinuierlich und soll 2020 planmäßig 35 Prozent erreichen. Auf der anderen Seite wird der Anteil der Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen sinken. Den größten Teil des Stroms aus Erneuerbaren werden Windparks beitragen. Sie sollen in die Lage versetzt werden, Aufgaben bei der Netzstabilisierung zu übernehmen. Nur wenn die geforderte 100-prozentige Netzsicherheit auch mit Regelenergie aus Windparks sichergestellt werden kann, lassen sich fossile Kraftwerkskapazitäten reduzieren. Bisher sind Windenergieanlagen noch nicht an der Bereitstellung von Regelenergie beteiligt. Dies liegt u. a. auch daran, dass die aktuellen Verfahren zur Bereitstellung von Regelenergie nicht ohne weiteres auf den Windstrom anwendbar sind.
Das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES erarbeitet in einem Projektkonsortium zusammen mit den Industriepartnern ENERCON, Energiequelle, TenneT und Amprion an neuen Techniken und Methoden für die Bereitstellung von Regelenergie aus Windstrom. Das Projekt startete im Mai 2012 und wird vom Bundesumweltministerium (BMU) gefördert. Markus Speckmann vom Projektkoordinator IWES: „Die Forschungsarbeiten sind auf zwei Jahre angelegt. Wir planen Mitte 2013 einen Feldtest durchzuführen. Dieser würde dann parallel zu einem weiteren BMU-Forschungsprojekt, dem Kombikraftwerk 2, erfolgen.“ Bei diesem Projekt steht die Netzstabilität bei einer zu 100 Prozent erneuerbaren Stromversorgung im Mittelpunkt.

Im neuen Projekt zur Regelenergie verfolgen die Forscher drei Ansätze:

• Es geht um ein speziell auf die Windenergie angepasstes Nachweisverfahren für Regelenergie. Jeder Kraftwerksbetreiber muss gegenüber den Netzbetreibern belegen, welche Regelleistung er zu einem bestimmten Zeitraum hätte einspeisen können und wie viel er tatsächlich eingespeist hat. Bei Windstrom soll sich dieser Nachweis der Leistung nicht an der geplanten Leistung (Fahrplan) orientieren, wie bisher bei den fossil befeuerten Kraftwerken, sondern an der möglichen Ist-Leistung. Ob ein derartiges Nachweisverfahren möglich ist und Vorteile bietet, soll durch die Forschungsarbeiten geklärt werden.

• Es werden Prognoseverfahren entwickelt, um die Wahrscheinlichkeit zu berechnen, dass eine gewisse Mindestleistung durch die Windenergie erreicht wird. Das ist die Voraussetzung, um ein Angebot an Regelleistung mit den geforderten 100 Prozent Sicherheit abgeben zu können. Bislang sind Windprognosen allerdings hierfür noch nicht hinreichend sicher.

• Als letzten Baustein werden neue Regelungsalgorithmen gebraucht, die den Beitrag einzelner Windparks und den einzelner Anlagen in einem Windpark beim Abruf und der Vorhaltung von Regelleistung aufteilen.

Das Stromnetz ausbalancieren

Regelenergie wird benötigt, um im Stromnetz Differenzen zwischen Verbrauch und Erzeugung auszugleichen und dadurch die Sollnetzfrequenz zu halten. Derzeit wird sie hauptsächlich von konventionellen Kraftwerken zur Verfügung gestellt. Durch die letzte Änderung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) ist es auch EEG-Anlagen in der Direktvermarktung erlaubt, Regelenergie bereit zu stellen. Die Regelleistung setzt sich aus der Primärregelleistung, Sekundärregelleistung und Minutenreserve zusammen, die sich u. a. hinsichtlich ihrer Aktivierungszeit (30 Sekunden, 5 Minuten und 15 Minuten) unterscheiden.
Biogasanlagen wurden bereits für die Bereitstellung von Minutenreserve und Sekundärregelleistung präqualifiziert. Für Windenergieanlagen sollen die Voraussetzungen jetzt geschaffen werden.

Mehr vom BINE Informationsdienst

Mit der optimierten Netzeinspeisung von Windstrom beschäftigt sich auch ein Kapitel des neuen BINE-Themeninfos „RAVE – Forschen am Offshore Testfeld“ (I/2012). Das BINE-Projektinfo „Stromnetzqualität – Netzintegration dezentraler Stromerzeuger“ (2/2008) setzt den Schwerpunkt auf kleine Anlagen.

(mi)

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