12. Februar 2018

Stromausgleich im Netz?

Knapp 40 kW bei Sonne. Wo geht der Strom hin? Dazu diese Glosse.                                                                                  Foto Jörn
Wo geht denn der Strom hin, der spontan erzeugt wird? Das habe ich mich schon 2014 in einer Glosse gefragt, hier nachzulesen: http://www.siebenfahr.com/AmStrom.pdf . – Und ich frage mich das noch immer. Ich kann es mir einfach nicht richtig vorstellen.
Dunkelblau das zentraleuropäische Verbundnetz                       Quelle
   Wie Schwankungen im west­eu­ro­päischen Verbundnetz – dem größ­ten der Welt – ausgeglichen werden, wird oft beschrieben, ganz gut vielleicht hier.
   Aber kann man sich das deswegen schon vorstellen?
   Das Stromnetz ist ein Netz, ein Verbundnetz, wie das von Wasser­lei­tun­gen oder das Gasnetz vielleicht auch. Bis vor kurzem war das Telefonnetz noch ein »Sternnetz«, wo jeder seine eigene Leitung hatte, inzwischen ist auch das einfach ein riesiger Verbund gleichartiger Ressourcen, aus dem sich jeder das Seine wie mit einem Rundfunkempfänger herauspickt. 
   Bleiben wir bei der Analogie mit dem Frischwasser. Irgendwo fließt Wasser ein ins Netz, anderswo fließt es heraus. Fließt mehr hinein als hinaus, was dann? Dazu gibt es dann Speicher in Staustufen, Speicher auf Türmen, unterirdische Speicher und mehr oder weniger gefüllte »Boiler« im Haus für das Duschwasser. In Krisenzeiten muss die Badewanne herhalten.
   Ist das bei Strom genauso? Mitnichten! Wechselstrom lässt sich nicht speichern, so wie man eine Welle am See auch nicht »speichern« kann oder ein Unwetter – höchstens in der Erinnerung. Musik lässt sich nicht in luftdichte Dosen packen, auch sie muss zum Konservieren erst mechanisch gewandelt werden.
   Wie geht also ein Ausgleich, ein »Puffern«? Hatte eine Wolke eine Solarzelle abgeschattet und zieht dann wieder weiter, so steigt deren Leistung sprunghaft auf das Zehnfache. Wenn Tochter Carla energietechnisch mit Heißwasser aus dem Durchlauferhitzer duscht, dann sinkt vielleicht erst einmal ganz kurz die Spannung, doch dann muss der Strom gleich wieder schnell nachkommen.
   Ich hatte mir das so vorgestellt: Zur Unzeit produzierter zusätzlicher Strom wird wohl irgendwo in der Nähe in Wärmeverlusten verloren gehen, so wie plötzlicher Verbrauch die Lampen rundherum kurz dunkler leuchten lässt. Da hatte ich als Vergleich noch die Wasserleitung im Sinn.
   Der entscheidende Unterschied: Druckschwankungen im Wasser breiten sich zwar mit Überschallgeschwindigkeit aus, mit fast 1500 Metern in der Sekunde. Selbst in Luft muss sich Schall mit 343 Metern in der Sekunde begnügen. Strom aber – jetzt kommt’s – läuft in dieser einen Sekunde 300 000 Kilometer weiter, eine Million Mal weiter. Und Strom genauso.
   Eine einzige Fünfzig-Hertz-Schwingung kommt damit in ihrem fünfzigstel Sekunde sechstausend Kilometer weit, schwuppdiwupp quer durch Europa. Egal, wo man anzapft, ’s ist die gleiche Schwingung, der gleiche »Strom«. Dass es nicht dieselben Elektronen sind, hier und dort, tut nichts zur Sache und wäre eine fast philosophische Frage. Die Energie liegt in der Schwingung, deren Höhe in Volt, der »Breite« in Ampere und der Frequenz in Hertz, nicht der Materie. 
   Dass dem so ist, kann man sogar in der Tiefe der Erde aus rhythmischen Schwingungen ableiten, hier ein Artikel aus der NZZ dazu: »Wechselstrom lässt Europas Boden zittern«
   Stromaufkommen und -verbrauch gleichen sich in der Tat europaweit aus, im Normalfall. Die zeitlich rasche Anpassung nennt sich »Primärregelung«, in der Wikipedia hier nachzulesen. Sieht man sich dort das »Kleingedruckte« an, so zeigt sich freilich, dass der Ausgleich kleinflächiger stattfindet. »Die Erbringung von PRL [Primärleistung] muss trotz gemeinsamer Plattform immer zu einem erheblichen Anteil regelzonenspezifisch erfolgen«, heißt es da, auf dass Quelle und Senke nicht zu weit voneinander entfernt sind. Und: »Nicht jedes Kraftwerk beteiligt sich an der Primärregelung, vielmehr muss eine zuverlässige Leistungsbereitstellung durch sogenannte Präqualifikation nachgewiesen werden. Windparks, Solaranlagen und andere flukturiende Erzeugung tragen somit nicht zur Lieferung von Regelleistung bei«. Hört, hört, kann man da nur einwerfen!
Schnappschuss aus der Onlinekurve von http://www.netzfrequenz.info/trompetenkurve, 12.2.2108 17.08
» … es gibt ein Totband (Unempfindlichkeitsbereich) von 50 Hz ± 10 mHz (49,99 Hz bis 50,01 Hz) [±  0,1 ‰] , in dem keine Regelung erfolgt. Innerhalb des Totbands erfolgt der Ausgleich zwischen Stromerzeugung und Stromnachfrage ausschließlich über die Trägheiten im Stromsystem, insbesondere durch die kinetische Energie (=Rotation) der elektrischen Generatoren und die mit diesen gekoppelten Strömungsmaschinen wie beispielsweise Dampf- und Gasturbinen. Die Fähigkeit eines Stromsystems, Schwankungen durch Trägheit abzudecken wird auch als Momentanreserve bezeichnet«. – Wie Ausreißer aus dem »Totband« verhindert werden, steht dann nicht mehr da. Und selbst wenn man dieses Toleranzband mit  ± 20 mHz doppelt so breit ansetzt wie etwa auf  http://www.netzfrequenz.info/trompetenkurve, so sieht man, dass auch diese Toleranzbreite de facto stark über- oder unterschritten wird (dunkelblaue Punkte und Linie).

Heute, Rosenmontag 2018 Nachmittag, schaue ich kurz nach fünf auf die Frequenzkurve. Wir laufen mit fast 50,06 Hz viel zu schnell. Müssten da nicht Verbraucher zugeschaltet werden? Wer macht das? Macht das überhaupt jemand? Die Stromtarife für Verbraucher geben dazu schon lange keinen Anreiz, nicht einmal Haupt- und Nebenlastzähler (»Nachttarif«) gibt es mehr, geschweige denn, dass sie zu solchen Zeiten aus der Ferne mit dem vorgesehenen Signal umgeschaltet werden. Das »intelligente Haus« bleibt dumm.
   Das kann doch nicht wahr sein. Da muss ich weiter nachfragen …
Siehe auch meinen Artikel über das Kraftwerk St. Anton auf www.Siebenfahr.com/StAnton.pdf
Link hierher http://j.mp/2G7TQqW =
https://blogabissl.blogspot.com/2018/02/stromausgleich-im-netz.html
(Meine Datei Stromausgleich.doc)

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