LdN429 Netzstabilisierung ohne Kohle und Nuklear (Ergänzung)

Ergänzung zur Aussage, dass Kraftwerksgeneratoren durch ihre rotierende Masse unser Stromnetz stabilisieren: das ist richtig.

Es könnte jedoch der Eindruck entstanden sein, dass diese Art der Netzstabilisierung entfällt, wenn keine fossilen bzw. Atomkraftwerke mehr im Netz sein sollten. Schon jetzt werden allerdings (fast) baugleiche Generatoren als sogenannte rotierende Phasenschieber (sychronous condenser) eingesetzt. Vom Netz angetrieben und auf 50Hz gehalten stabilisieren sie so das Stromnetz. Auch werden abgeschaltete Kraftwerke umgebaut und der bestehende Generator als rotierender Phasenschieber weiterverwendet. Teilweise werden Schwungräder für eine noch größere rotierende Masse ergänzt. Darüber hinaus gibt es neben der rotierenden Masse noch weitere Eigenschaften, mit denen rotierende Phasenschieber das Stromnetz stabilisieren.

mehr Infos, z.B. hier:

(Transparenzhinweis: ich bin dort Mitarbeiter; es gibt auch andere Hersteller)

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Ferner sind Windturbinen rotierende Massen und könnten dementsprechend zur Frequenzhaltung genutzt werden. Siehe beispielsweise https://www.energieforschung.de/en/home/news/2020/wind-turbines-can-stabilise-the-power-grid.

Zumindest mit den installieren WKAs geht das nicht, die laufen nicht netzsynchron.

Die Lösung sind StatComs oder SynCons.

Lesetipp: Sicheres Stromnetz: Wie können wir den Blackout verhindern??

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Die Idee besteht darin, das Getriebe zwischen Rotor und Generator so zu steuern, dass der Generator immer mit (nahe) 50Hz läuft, also von sich aus frequenzstabilisierend. Ob das je nach Fabrikat bereits durch ein Software-Update umgesetzt werden kann, kann ich nicht beurteilen.

(Meinen Sie StatCom?)

In der Tat liegt die Lösung darin, dass die sogeannten nicht-frequenten Systemdienstleistung zukünftig nicht mehr von den konventionellen Kraftwerken, sondern durch LE-basierte Erzeugungsanlagen und auch durch Verbraucher übernommen werden müssen.
Dazu zählen genau die oben genannten: ÜNB-Asstes: STATCOM, rotierende Phasenschieber RPSA/SynCon, Windenergieanlagen, Großverbraucher, aber insbesondere auhc Batterien. Zentrale Entwicklung dafür sind die Regelungen zur Netzbildenden Eigenschaften. Die ersten STATCOM-Anlagen mit dieser Regelung existieren schon.
Richtig ist aber auch: Noch gibt es keine Erzeugungsanlagen, die das können. Die Technologie ist aber kurz davor der neue Standard zu werden.

Die ÜNB haben in den letzten Stabilitätsberichten schon mögliche Lösungsansätze aufgezeigt: Systemstabilitätsbericht 2023

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Man kann dafür auch Batteriespeicher benutzen und braucht keine rotierenden Massen mehr

Wechsel von den trägen Turbinen zu schnellen Umrichtern

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Aber ist das wirtschaftlich? Ich denke da an Verschleiß und ggf. Regelaufwand. Eigentlich will man ja (besonders als Elektrotechniker :wink: ) immer möglichst wenig Mechanik haben.

Die Mechanik und Steuerungselekronik wäre ja die gleiche wie heute oder ähnlich umfangreich. Ob der Verschleiß durch die feinere und dadurch öftere Steuerung sich wirtschaftlich lohnt, ist ja gerade die Frage. Zumindest technisch sollte es aber kein Problem sein.

Das Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE hat zwei Präsentationen auf Youtube veröffentlicht, die zum einen die Ursache im Spanischen Blackout in verschiedenen Oberschwingungen auf der Netzfrequenz sehen, dass wohl lokal zu noch ungeklärten Ausfallbedingungen geführt hat:

Im zweiten Teil wird vorgestellt, wie genau Leistungselektronik von DC Stromquellen Netzstabilisierend sein können:

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