Netzwerke - 13.03.2015

CHEMPARK hat sich auf Sonnenfinsternis vorbereitet

Gewappnet für den Blackout am Himmel

So könnte es am 20. März über den CHEMPARK Leverkusen aussehen, wenn um 10:37 Uhr die Sonne vom Neumond maximal zu gut 80 Prozent verdeckt wird.
So könnte es am 20. März über den CHEMPARK Leverkusen aussehen, wenn um 10:37 Uhr die Sonne vom Neumond maximal zu gut 80 Prozent verdeckt wird.

Über den Erfolg der Energiewende entscheiden nicht immer nur Politik, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Am 20. März schaltet sich auch der Mond in die Diskussion ein, indem er die Sonne partiell verdeckt. Bei wolkenfreiem Himmel reduziert sich die Solarstromproduktion rasch, um später wieder schlagartig anzusteigen. Eine Herausforderung für die Stabilität des Stromnetzes, der sich auch der CHEMPARK gestellt hat.

Mögliche Stromlücke bei sonnigem Wetter, Quelle: TenneT/IAEW
Mögliche Stromlücke bei sonnigem Wetter, Quelle: TenneT/IAEW

Am 20. März muss sich Deutschlands Energiewende im Zuge einer partiellen Sonnenfinsternis, zwischen 9:30 und 12 Uhr mit 82 % Sonnenabdeckung, einer Bewährungsprobe stellen. Denn in keinem anderen Land Europas wird mit 1,4 Millionen Solaranlagen so stark auf Solarstrom gesetzt. Bei klarem Himmel und Sonnenschein kann an diesem Tag, nach Berechnungen des Netzbetreibers TenneT, die Leistung um bis zu rund 19.000 Megawatt schwanken. Das wäre so, als ob in Deutschland innerhalb weniger Stunden rund 19 Kraftwerke vom Netz gingen – und dann wieder einspeisen.

Sonniger Tag fordert Stromnetz

Bei sehr sonnigem Wetter geht in der ersten Hälfte der Sonnenfinsternis die Photovoltaik (PV)-Einspeisung in Deutschland um rund 12 Gigawatt zurück und steigt anschließend – in der zweiten Hälfte der Sonnenfinsternis, wenn die Sonne aufgrund der Mittagszeit noch höher steht – um etwa 19 Gigawatt an. Die Herausforderung für die Übertragungsnetzbetreiber besteht darin, den an der Strombörse vermarkteten Solarstrom während dieser beiden Phasen durch viele flexible Erzeugungsanlagen vollständig auszugleichen. Für die Zeit der Sonnenfinsternis muss für das Stromnetz mehr Regelenergie (Minutenreserveleistung, Sekundärregelleistung) eingeplant und beschafft werden. Das ist aktuell kein Problem, da der deutsche Kraftwerkspark noch über genügend Gaskraftwerke verfügt, die ihre Leistung schnell genug hoch- und herunterfahren können, um die schwankende Solarstrom-Erzeugung auszugleichen.

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Netzbetreiber CURRENTA behält die Stabilität des Stromnetzes sieben Tage die Woche und 24 Stunden am Tag im Auge.
Netzbetreiber CURRENTA behält die Stabilität des Stromnetzes sieben Tage die Woche und 24 Stunden am Tag im Auge.


Die vier deutschen Übertragungsnetzbetreiber haben sich seit mehreren Monaten in Arbeitsgruppen – auch auf europäischer Ebene und in Abstimmung mit der Bundesnetzagentur – auf die Auswirkungen der Sonnenfinsternis vorbereitet sowie Studien von wissenschaftlichen Instituten erstellen lassen.

Nach Aussage des Übertragungsnetzbetreibers Amprion sind Abschaltungen großer Industriekunden, wie zum Beispiel dem CHEMPARK, nicht geplant. CURRENTA steht als Netzbetreiber des CHEMPARK im engen Kontakt mit dem vorgelagerten Übertragungsnetzbetreiber Amprion. "Die elektrische Energieversorgung des CHEMPARK behalten wir rund um die Uhr und natürlich auch am 20. März 2015 voll im Blick", erklärt Dr. Stefan Dresely, Leiter des CURRENTA-Geschäftsfeldes Energie. So könne die gewohnt hohe Versorgungssicherheit des CHEMPARK und seiner Kunden auch während der Sonnenfinsternis gewährleistet werden.

Große Stromkunden in der Industrie könnten ihre Stromnachfrage aber auch in den Stunden der Sonnenfinsternis herunterfahren – also Lastmanagement betreiben. Zudem eröffnet sich für Deutschland die Möglichkeit, Strom mit Nachbarländern zu handeln, die weniger Solaranlagen betreiben und darum weniger stark von der Sonnenfinsternis betroffen sind.

Wolken sorgen für Entspannung

Bei bewölktem Himmel wird der Einfluss der Sonnenfinsternis auf die PV-Einspeisung vergleichsweise gering sein. Dann sinkt die Erzeugungsleistung aus Solaranlagen nur um 1,7 Gigawatt und steigt danach um höchstens 2,9 Gigawatt an.

Regelenergie
Umspannwerk im CHEMPARK
Umspannwerk im CHEMPARK


Beim Netzbetrieb muss gewährleistet sein, dass die normale Frequenz im Netz immer bei 50 Hertz liegt. Schwankt das Angebot, so sind diese Variationen mit Regelenergie auszugleichen. Dafür wird heutzutage kurzfristig auf Gas- oder Pumpspeicherkraftwerke zurückgegriffen und Regelenergie zugekauft. Die deutschen Netzbetreiber halten rund 4.000 Megawatt für den "Notfall" bereit.

Für den Ausgleich von Leistungsungleichgewichten sind die Übertragungsnetzbetreiber 50 Hertz Transmission GmbH, Amprion GmbH, EnBW Transportnetze GmbH und TenneT TSO GmbH in ihren jeweiligen Regelzonen verantwortlich. Den Übertragungsnetzbetreibern stehen die drei Regelenergiequalitäten Primärregelenergie, Sekundärregelenergie und Minutenreserve zur Verfügung.

Primärregelenergie wird zur schnellen Stabilisierung des Netzes innerhalb von 30 Sekunden benötigt. Die Sekundärregelenergie muss innerhalb von fünf Minuten in voller Höhe zur Verfügung stehen. Minutenreserve wird zur Ablösung der Sekundärregelenergie eingesetzt, ist mit einer Vorlaufzeit von bis hinunter zu 7,5 Minuten zu erbringen und wird mindestens 15 Minuten lang in konstanter Höhe abgerufen.

Die Sonnenfinsternis
Animierter Verlauf der Sonnenfinsternis am 20. März 2015. Quelle: NASA
Animierter Verlauf der Sonnenfinsternis am 20. März 2015. Quelle: NASA

Die letzte Sonnenfinsternis, die einen ähnlich hohen Bedeckungsgrad aufwies, fand im Mai 2003 statt, die übernächste wird erst im August 2026 zu beobachten sein. Die nächste von Deutschland aus beobachtbare Sonnenfinsternis fällt auf den 10. Juni 2021 - wobei aber nur maximal 25 Prozent der Sonnenscheibenfläche vom Neumond bedeckt werden. Wer eine totale Sonnenfinsternis in Deutschland erleben möchte, muss sich noch viel länger gedulden: Dies wird am 3. September 2081 sein.

Während in Europa und Nordwestafrika die Sonne nur teilweise verfinstert, wird sie in der schmalen Zone, die der Kernschatten des Mondes überstreicht, völlig verdeckt. Die Kernschattenspitze des Mondes berührt erstmals die Erdoberfläche im Nordatlantik, zieht in nordöstlicher Richtung zwischen den Britischen Inseln und Island hindurch, geht über die Färöer-Inseln und Spitzbergen. Sie verlässt die Erde schließlich in der Arktis nahe dem Nordpol. Zum Höhepunkt der totalen Verfinsterung um 10.46 Uhr zwischen Island und Skandinavien dauert die Totalität zwei Minuten und 47 Sekunden. Dies gilt für die Position auf der Zentrallinie der nur 463 Kilometer breiten Totalitätszone.

Augen schützen

Eine Sonnenfinsternis lässt sich ohne optische Instrumente problemlos beobachten. Aber der Blick zur Sonne ist mitunter gefährlich. Denn die Sonne sendet so viel Licht und Wärme aus, dass der direkte Blick schon mit freiem Auge zu schweren Augenschäden führt. Da Fernrohre das Licht und die Wärme noch verstärken, genügt ein kurzer Blick, um schon auf einem Auge zu erblinden. Eine partielle Sonnenfinsternis sollte deshalb in keiner Phase ohne Augenschutz beobachtet werden.

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