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Blick in die Leitwarte: Wissenschaftler des Fraunhofer IWES nehmen in der Leitwarte in Kassel das Stromnetz unter die Lupe. Bild: Fraunhofer IWES
Stromversorgung der Zukunft

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100 % Stabilität

Forschungsprojekt zeigt, dass Erneuerbare allein das Stromsystem tragen können.

Ein Stromsystem, dass allein auf erneuerbaren Energiequellen basiert, wäre in der Lage, die heute gewohnte Versorgungsqualität erbringen – ohne die Unterstützung von Strom aus Kohle oder Kernkraft. Das ist das Ergebnis des Forschungsprojekts Kombikraftwerk 2.

Drei Jahre lang hat sich das Projekt mit der Netzstabilität und der Sicherheit unserer Energieversorgung bei einer rein regenerativen Stromerzeugung beschäftigt und unter anderem die Frequenz- und Spannungshaltung im Stromnetz mittels Erneuerbare-Energien-Anlagen erforscht. Die Ergebnisse der Tests mit realen Anlagen und räumlich einmalig hoch aufgelösten Simulationen sind im nun veröffentlichten Abschlussbericht des Projekts dargelegt.

Dass erneuerbare Energien den deutschen Strombedarf komplett decken können, wurde bereits 2007 mit dem Vorgängerprojekt Kombikraftwerk 1 nachgewiesen. Zu einer sicheren Stromversorgung gehört jedoch mehr als eine ausreichende Erzeugung. So muss die benötigte Energie auch dort produziert werden, wo sie verbraucht wird, und zum Verbrauchsort transportiert werden. Dabei müssen im Netz bestimmte Parameter hinsichtlich Spannung und Frequenz eingehalten werden, ansonsten drohen Schäden an elektrischen Geräten oder sogar Stromausfälle.

Das vom IWES geführte Projektkonsortium entwickelte gemeinsam mit den Partnern, zu denen Cube Engineering, Deutscher Wetterdienst, Enercon, Ökobit, Leibniz Universität Hannover, Siemens, SMA, Solarworld und die Agentur für Erneuerbare Energien gehören, ein räumlich einmalig hoch aufgelöstes Zukunftsszenario. Darin sind viele Stromerzeuger und Verbraucher sogar standortgenau vermerkt. Dieses Szenario wurde mit realen Wetterdaten durchgespielt, um für jede Stunde des Jahres einen exakten Zustand des Versorgungssystems untersuchen zu können.

Bedarf an Systemdienstleistungen

Die wichtigsten Energieträger dieses Zukunftsszenarios sind Wind und Sonne, die mit 53 und 20 Prozent gemeinsam knapp drei Viertel der gesamten Energieerzeugung beisteuern. Weitere Erzeuger sind Bioenergie mit etwa 10 Prozent, Wasser- und Geothermiekraftwerke sowie Batterien als Speicher und Gaskraftwerke, die aus mittels überschüssigem Wind- oder Solarstrom hergestelltem Methan sowie Biomethan gespeist werden. Auf Basis dieser Simulation konnten die Forscher den Bedarf an Systemdienstleistungen ermitteln und Berechnungen zur Systemstabilität sowie beispielsweise zu notwendigen Netzausbaumaßnahmen anstellen.

Ebenfalls im Rahmen des Projektes wurden Laborversuche und Feldtests mit realen Anlagen durchgeführt. Sie zeigen, dass Erneuerbare-Energien-Anlagen schon heute mit ihren technischen Fähigkeiten zur Gewährleistung der Systemstabilität beitragen könnten, etwa durch Erbringung von Regelleistung. Allerdings sind die Rahmenbedingungen des Regelleistungsmarktes, beispielsweise hinsichtlich der Größe und der Fristen der Ausschreibungen, aber auch der erforderlichen Kommunikationstechnik und Zertifizierungsverfahren, noch auf konventionelle Kraftwerke ausgerichtet und verhindern eine konstruktive Teilnahme regenerativer Energien.

Auch in den USA träumen Forscher von einem rein regenerativen Energiesystem. Mehr dazu lesen Sie hier .

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