23. OKTOBER 2018

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Windparks sind keine Inseln, sie sind eingebunden in das Energiesystem und müssen unter anderem zur Netzstabilität beitragen. Eine zukunftsfähige Windparkregelung ist gefragt. Doch wie kann diese aussehen?
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Die Stromproduktion mit Windenergieanlagen – onshore und offshore – ist in unserem Energieversorgungssystem nicht mehr wegzudenken. Ein Drittel der Bruttostromerzeugung 2017 stammt aus erneuerbaren Energiequellen, davon knapp die Hälfte aus Windenergieanlagen an Land und auf See«, so Professor Kurt Rohrig vom Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE). Er ist Herausgeber des Windenergie Report Deutschland 2017, aus dem diese Zahlen stammen.

Mit dem weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien müssen auch Windenergieanlagen Verantwortung für die Stabilisierung der Stromnetze übernehmen. »Bislang sorgen vor allem die Schwungmassen konventioneller Kraftwerke dafür, dass die Frequenz im deutschen Stromnetz gehalten wird«, sagt Dr. Boris Fischer vom Fraunhofer IEE. Er ist Leiter des Forschungsprojektes Gridloads.

Die Schwungmassen der Rotoren von Windenergieanlagen könnten diese Aufgabe übernehmen, so der Forscher. »Ihre Kapazitäten wären ausreichend für die Stabilisierung der Frequenz. Sie müssten dazu elektrisch mit dem Netz gekoppelt werden.«

Gerade bei Netzstörungen wie Kurzschlüssen oder Teilnetzabspaltungen ist dabei eine sehr schnelle Reaktion gefordert, wie das Institut mitteilt. Übertragungsnetzbetreiber würden schätzen, dass die Wirkleistung von Windenergieanlagen im Falle einer Bildung von Teilnetzen im europäischen Verbundnetz mit Gradienten von bis zu fünfzig Prozent pro 200 Millisekunden reduziert werden müsste.

Eine solche Dynamik kann den Triebstrang und die Tragestruktur der Anlagen in Schwingung versetzen, so das IEE. Das führe zu einer starken mechanischen Belastung der Komponenten. »In unserem Forschungsprojekt untersuchen wir, wie die netzbildenden Maßnahmen so gestaltet werden können, dass die Anlagen so wenig wie möglich belastet werden«, erläutert Fischer. Unter anderem wollen die Forscher ein Analysemodell schaffen, mit dem sich die Einflüsse einer frequenzstützenden Generatorregelung auf die mechanische Struktur der Windkraftanlage untersuchen lassen.


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Ausgabe:
es 07/2018
Bilder:
Bild: Bachmann electronic
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