Frag den Schulz Der „große Blackout“

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Auf der gerade beendeten PCIM in Nürnberg war der Blackout in Spanien und Portugal ein wiederkehrendes Thema. Was war da los? Musste das früher oder später passieren? Kann sowas bei uns auch passieren? Was sollte man daraus lernen? Was wird oder sollte sich ändern?

Der Stromausfall in den beiden Ländern war für alle betroffenen natürlich ein unschönes Ereignis. Seine Ursache ist bisher nicht genau geklärt. Untersuchungen laufen, die den Ablauf analysieren sollen.

Am Ende stellt sich die Frage nach Ursache und Wirkung und sicher muss man einen kritischen und objektiven Blick auf die aktuelle Situation im europäischen Verbundnetz werfen.

Ein Blick auf technische Details

Teil des Ausfalls war die Abschaltung von Erzeugern, als die Netzfrequenz den erlaubten Bereich verlassen hat. Dieser Schutzmechanismus ist Teil aller Energieerzeuger, unabhängig davon, ob sich Generatoren mit rotierenden Massen bewegen oder ob der Strom aus Solarzellen kommt.

Der Problemfall, der eintreten kann besteht darin, dass bei Ausfall eines Großerzeugers eigentlich andere Erzeuger einspringen müssen. Geschieht dies nicht – oder nicht schnell genug – bewegt sich die Netzfrequenz auf Größen außerhalb des erlaubten Bereiches und statt zur Stabilisierung beizutragen steigen weitere Erzeuger aus und der Fehlereffekt verstärkt sich damit selbst. Dominoeffekt.

Besitzer von Solaranlagen kennen diesen Effekt ebenfalls: Fällt das Netz aus, ist trotz Sonne auch aus der eigenen Photovoltaik kein Ertrag zu erwarten. Hintergrund ist, dass die meisten Wechselrichter das Netz und seine Spannung benötigen, um sich damit zu synchronisieren.

Man spricht von netzfolgenden Erzeugern, die Energie nur in ein bestehendes Netz einspeisen können.

Im Gegensatz dazu gibt es die Gruppe der netzformenden oder inseltauglichen Umrichter. Diese erzeugen bei Ausfall des Versorgungsnetzes ein eigenes, sogenanntes Inselnetz. Zum Schutz des öffentlichen Netzes und der daran arbeitenden Personen, wird das eigene System vom öffentlichen Netz getrennt und bildet eine sich selbst versorgende Insel – daher auch der Begriff Inselnetz.

Wird das öffentliche Netz wieder eingeschaltet erfolgt eine Synchronisation und die Insel wird wieder mit dem Netz verbunden.

Es liegt an den örtlichen Gegebenheiten, welche Art Wechselrichter an einen Wind- oder Solarpark zum Einsatz kommt aber selbst bei Anlagen im Leistungsbereich etlicher MW oder gar GW sind heute meist netzfolgende Systeme im Einsatz.

Sicher wird der Ausfall in Spanien und Portugal die Diskussion anregen, ob große Solar- und Windfarmen nicht nur netzdienlich, sondern sogar netzformend ausgestattet sein müssen.

Seitens der Umrichtertechnik und der Leistungselektronik stellt dies kein Problem dar – es wäre tatsächlich mittels Software zu ändern. In den meisten Fällen sogar nachträglich und als Upgrade.

Die Herausforderung liegt hierbei an der Kommunikation zwischen den dezentralen Erzeugern. Der Fall sogenannter Zombinetze, das sind größere Inseln die sich selbst versorgen, es dem Netzbetreiber aber nicht mitteilen, muss verhindert werden. Sie stellen unter anderem eine Gefahr für das Wartungspersonal dar, weil sie Strecken und Netze aktiv halten, von denen der Betreiber annimmt, sie seien abgeschaltet.

Das bereits häufiger diskutierte „virtuelle Kraftwerk“ könnte hier ein Lösungsansatz sein. Darin stellt eine Vielzahl dezentraler, kleiner Erzeuger ein einziges, zentral gesteuertes System dar, das dem Netzbetreiber wie ein großes Kraftwerk zur Verfügung steht.

Ebenfalls hilfreich ist der schnell wachsende Ausbau von Energiespeichern, die mit hoher Geschwindigkeit Regelleistung zur Netzstabilisierung zur Verfügung stellen können.

Droht uns sowas in Deutschland vielleicht auch?

In Europa ist man tatsächlich in der glücklichen Lage, an einem der stabilsten Netze der Welt teilzuhaben, daran ändert auch der Ausfall in Spanien und Portugal nicht. Trotzdem stellen die Energiewende, der Netzausbau und der wachsende Bedarf an elektrischer Energie dieses Netz ebenso vor Herausforderungen, wie es Cyber- oder physikalsiche Angriffe tun.

Es lässt sich also nicht ausschließen, dass auch in Deutschland ein großflächiger Stromausfall stattfinden könnte, der dann allerdings weitreichendere Konsequenzen hätte als der in Spanien und Portugal.

Deutschland ist – anders als die Iberische Halbinsel - nicht nur für Güter, sondern auch für elektrische Energie ein Transitland. Fiele das Netz in Deutschland aus, fehlten auch Übertragungskapazitäten von und zu allen unseren Nachbarn und es wäre zu befürchten, dass daraus ein europaweites Szenario entstünde.

Wie wahrscheinlich das ist, ist schwer abzuschätzen – aber man sollte deshalb nicht in Angst und Panik verfallen und im Baumarkt einen Notstromgenerator kaufen. Es liegt im gesamteuropäischen Interesse, dass in Deutschland die Lichter an bleiben.  (mr)

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