Erneuerbare Energien, wie sie funktionieren und die Herausforderung für unsere Netze!

Der Anpassungsbedarf ist nicht zu unterschätzen, wenn man bedenkt, dass der Energiesektor neue Netzstrukturen benötigt. Lange Zeit haben die Netze Strom transportiert, der in der Regel aus nicht erneuerbaren Energiequellen wie Kohle, Erdöl und Erdgas gewonnen wurde. Die Erzeugung dieses Stroms erfolgt nach einem geplanten und zentralisierten System, so dass man erwarten könnte, dass die Netzstabilität, die meiste Zeit problemlos erreicht wird. Im Gegensatz zu konventionellen Netzen sind in Netzen mit erneuerbaren Energiequellen weitaus mehr Maßnahmen erforderlich, um die Stabilität im Falle von Unterbrechungen zu gewährleisten.

Eigentlich ganz einfach!
In einem Stromnetz müssen Erzeugung und Verbrauch im Gleichgewicht sein. Damit es stabil ist, muss die erzeugte Energie der verbrauchten Energie entsprechen. Deshalb vertragen sich "unzuverlässige" Energiequellen nicht gut mit herkömmlichen Netzen. Damit ein Stromnetz stabil bleibt, muss es auf Spannungs- und Frequenzschwankungen reagieren können.

Einem Bericht der Internationalen Energieagentur (IEA) zufolge ist der Sektor der erneuerbaren Energien zwischen 2019 und 2024 um 50 % gewachsen, Tendenz weiter steigend. An der Spitze steht die Photovoltaik, dicht gefolgt von Wind- und Wasserkraft. Die Gründe für dieses Wachstum sind die sinkenden Kosten für erneuerbare Energietechnologien, die weltweit festgelegten Ziele und der steigende Strombedarf.

Die Zunahme der erneuerbaren Energien in der Stromerzeugung führt zu Schwankungen und Instabilität in den Netzen. Diese Schwankungen sind unter anderem darauf zurückzuführen, dass die Intensität des Sonnenlichts in einer Umgebung, in der Sonnenkollektoren installiert sind, von Zeit zu Zeit schwankt. Obwohl die Energiewende noch nicht abgeschlossen ist, gibt es also Zeiten, in denen wenig erneuerbarer Strom produziert wird.

Die Nutzung erneuerbarer Energiequellen bringt daher eine Reihe von Herausforderungen mit sich, für die Lösungen gefunden werden müssen.

Was sind die Probleme der Netzstabilität bei erneuerbaren Energiequellen?

Die drei größten Herausforderungen für konventionelle Netze bei der Einführung
erneuerbarer Energien sind

1. Frequenz- und Spannungsanomalien

   Die unregelmäßige Erzeugung von Solar- und Windenergie führt zu einer gewissen
   Unzuverlässigkeit der erzeugten Frequenz und Spannung. Um diese
   Schwankungen auszugleichen, wurden Wechselrichter entwickelt. Sie haben sich
   jedoch in der Praxis als unzureichend für die Erfüllung dieser Aufgabe erwiesen.
   Zudem beeinflussen Tageszeit und Wetter ständig die Stromerzeugung. Der
   Betrieb der Netze wird dadurch erheblich beeinträchtigt und an die Grenzen ihrer
   Leistungsfähigkeit gebracht.

   
   

2. Überlastung der bestehenden Transportnetze

   Durch die erhöhte Last zu Spitzenzeiten haben die bestehenden Über-
   tragungsnetze die Herausforderung der Anpassung ihrer Kapazität an die Zu- und Abflüsse. Es kann zu Überlastungen kommen, die das gesamte System zum
   Erliegen bringen, wenn die Erzeuger ohne Vorwarnung zu viel Strom produzieren.
   Wird diese Kapazität überschritten, kommt es zu thermischen Belastungen, die zu
   Schäden führen können.

   
   

3. Ungleichgewicht von Angebot und Nachfrage

   So groß die Zahl der Haushalte, Büros und Gebäude ist, die Strom für ihren Betrieb
   benötigen, so klein ist die zu einem bestimmten Zeitpunkt verfügbare Menge. Die
   Produktion von regenerativer Energie kann zu bestimmten Zeiten sehr hoch sein.
   Es kann aber auch sein, dass sie zu anderen Zeiten sehr gering ist. Die Folge ist,
   dass die erzeugte Energie nicht ausreichend sein kann oder nicht mit der
   Nachfrage zum Zeitpunkt des Bedarfs übereinstimmt.

Die Lösung

Unternehmen können die Netzstabilität wiederherstellen, indem sie Techniken und Technologien einsetzen, die eine effektive Anpassung der Energiebereitstellung im Stromsektor gewährleisten. Netzbetreiber sind gefordert, das wachsende Problem der zunehmenden Einspeisung von erneuerbaren Energien in die Netze zu berücksichtigen nund die damit verbundenen Kosten abzuwägen.

Unsere innovative Lösung bietet einen effektiven Ansatz, um das Problem der Netzrückwirkungen und Instabilität in den Griff zu bekommen. Durch den Einsatz unseres Systems können nicht nur die Netzqualität und der Wirkungsgrad verbessert, sondern auch die Netzstabilität gewährleistet werden. Das System optimiert nicht nur die Energieeffizienz, sondern senkt auch die Betriebskosten.