Auch kleine erneuerbare Energiequellen können große Stromausfälle verursachen

Im Zuge der Energiewende werden nicht nur in Deutschland Windkraft- und Solaranlagen gefördert. Letztere erfreuen sich auch bei Privathaushalten immer größerer Beliebtheit. Anhand von Daten intelligenter Stromzähler haben Mathematiker der Universität Nottingham (England) den Wandel verfolgt und festgestellt, wie sich die Zusammensetzung des Stromnetzes im Laufe der Zeit verändert.

Im Studiengebiet (England) gibt es bereits etwas mehr als eine Million kleiner Photovoltaiksysteme. Diese erneuerbaren Stromerzeuger haben zwar eine geringe Leistung und dienen vornehmlich dem Eigenverbrauch, sind aber in großer Zahl über die Stromnetze verteilt und in diese integriert. Nicht zuletzt, weil die Einspeisevergütung Erzeugern eine Vergütung des eingespeisten Stroms garantiert.

Solaranlagen gefährden die Netzstabilität

Allerdings ist diese Art der Energieversorgung unvorhersehbar, da sich deren Generatoren zeitweise ein- und ausschalten, erklärt Studienleiter Dr. Oliver Smith von der Universität in Nottingham. Auf diese Weise werden Haushalte je nach Tages- und Jahreszeit und den meteorologischen Bedingungen zu Verbrauchern oder Erzeugern.

Die zeitweise hohe Einspeisung aus Solaranlagen belastet die Stromnetze im Laufe eines Tages unterschiedlich stark. Derartige unvorhergesehene Schwankungen schwächen laut den Forschern jedoch die Widerstandsfähigkeit der Stromnetze und bergen ein nicht zu unterschätzendes Risiko von Systemausfällen. Mit anderen Worten: „Eine hohe Anzahl von Solaranlagen [kann] das Netz anfälliger für Ausfälle machen“, so Dr. Smith.

Viele (unzuverlässige) Köche verderben den Brei

Dabei scheint diese Aussage durchaus widersprüchlich, denn eine Dezentralisierung der Stromerzeugung wirkt sich positiv auf die Netzstabilität aus. Das bestätigten die Forscher in einem ersten Teil der Studie. Dabei zeigte sich in allen Fällen, dass ein Netz mit vielen Stromerzeugern robuster ist als bei Verwendung einer einzigen Stromquelle.

Nach diesem vielversprechenden Ergebnis erweiterten die Forscher ihre Auswertung um die realen Daten der intelligenten Stromzähler. Dabei mussten sie feststellen, dass „ein Netz mit vielen kleinen Stromerzeugern, die zu unterschiedlichen Zeiten in Betrieb sind“, nicht stabiler ist. Der Vorteil vieler kleiner Stromerzeuger wird also durch die Unzuverlässigkeit derselben mehr als aufgewogen. Das bedeute jedoch auch, dass das Netz nicht die optimale, geschweige denn die nötige Widerstandsfähigkeit erreicht und dadurch anfällig für Ausfälle ist.

Solarstrom nur zwischen 17 und 18 Uhr?

Das Studienergebnis zeigt schließlich, dass private Solaranlagen lediglich dazu dienen, die Stromkosten der Haushalte zu minimieren. Das gelte umso mehr, wenn Haushalte „ihren“ Solarstrom in Batterien beispielsweise für die Nacht speichern. Eine Risiko-Verringerung für Netzausfälle ist dagegen kaum möglich. Daher empfehlen die Forscher eine gut geplante Einspeisung des gespeicherten Stroms, um die Ausfallsicherheit des Stromnetzes zu optimieren.

„Das Hauptproblem sind die Schwankungen, die bei der Versorgung mit erneuerbaren Energien in kleinem Maßstab auftreten. Ein kosteneffizienter Weg, dies zu überwinden, wäre die intelligente Planung der Stromabgabe zu bestimmten Zeiten. Dies würde eine viel bessere Kontrolle ermöglichen und das Risiko von Systemausfällen verringern“, erklärt Dr. Smith.

Die Studie erschien im Fachmagazin „Science Advances“.

Dieser Artikel erschien zuerst in der Epoch Times Wochenzeitung, Ausgabe Nr. 37, vom 26. März 2022.