Foto: Frontansicht des Passivhauskindergartens Ziersdorf

Datenblatt zur Netzintegration von Windenergie

Windkraftanlagen müssen wie alle neuen Stromversorgungsanlagen in das Stromversorgungsnetz integriert werden. Dieses Merkblatt befasst sich mit den Bedenken wie die Systemzuverlässigkeit, die Effizienz und die Möglichkeit zum Ausgleich von Erzeugung (Versorgung) und Bedarf (Nachfrage) von der Variabilität und der Unsicherheit der Windkraft­produktion beeinflusst werden.

Inhaltsbeschreibung

Der hauptsächliche Unterschied der Windenergieproduktion im Vergleich zu anderen Erzeugungsformen ist die Variabilität und die Unsicherheit.

  • Konventionelle Kraftwerke erzeugen ein bestimmtes Energieniveau, sodass die Betreiber, je nach Bedarf, nach oben oder unten korrigieren können - sie sind regelbar (außer bei Betriebsstörungen).
  • Die Windenergie variiert je nach Stärke des Windes. Jedoch sind die Schwankungen in der Ausgabe geglättet, wenn es sich um einen Verbund mehrerer Windkraftanlagen in einen Bereich und in einem Energiesystem handelt.
  • Um mit der Unsicherheit umgehen zu können, kann die Windkraft­leistung für Minuten, Stunden oder gar Tage im Voraus prognosti­ziert werden. Dabei sind die Prognosen für Minuten oder ein paar Stunden genauer, als die für 12 bis 48 Stunden. Der Zusammen­schluss von Windkraftanlagen in einem größeren geografischen Bereich wird die Prognosegenauigkeit für alle Zeitrahmen verbessern.

Zeitgleich sind Stromversorgungsnetze zeitlich unterschiedlichem Stromverbrauch (Nachfrage) ausgesetzt, sowie Störungen und Fehlern, die zur Folge haben, dass Kraftwerke vom Netz genommen werden müssen.

Deshalb planen Netzbetreiber zusätzliche Energiereserven ein, um der vorhergesagten Nachfrage zu jeder Stunde gerecht und auf unerwartete Veränderungen in Echtzeit reagieren zu können. Oft gibt es dabei mehr Reserven als erforderlich. Jedoch ist eine vergrößerte Flexibilität ein wichtiger Aspekt für Netzbetreiber die große Anteile an Windkraft erwarten. Neben zusätzlicher Flexibilität bei der Erzeugung und bei der Nachfrage, können Veränderungen der Betreibspraxis weitere Flexibilität beim Bestand liefern.

Bisher wurden während der Hochlastzeiten und geringer Windstrom­produktion andere Energieerzeugungsquellen zur Verfügung gestellt. Jedoch könnten diese anderen Energieerzeugungsquellen in Zukunft ersetzt werden, wenn ein größerer Anteil an Windenergie in das System fließt. In diesem Fall muss das System andere Maßnahmen bieten können, damit auch weiterhin die Erzeugung exakt dem Bedarf entspricht. Beispielweise durch die Steuerung der Nachfrage oder dem Bau von Kraftwerken mit niedrigen Kapitalkosten und hohen Betriebskosten (Spitzenlasten) oder beides.

Für einen größeren Anteil an Windkraft sollten Windkraft-Integrations-Studien der einzelnen Stromversorgungsnetze durchgeführt werden, um relevante Fragen der Integration zu verstehen. Die Integration eines Anteils von mehr als 20% der jährlichen Nachfrage durch Windenergie erfordert neue Werkzeuge für die Übertragungsplanung und der operativen Praktiken.

Im Jahr 2013 hatten fünf Länder einen signifikanten Windkraftanteil (6% bis 30%) zum Gesamtstromverbrauch und gleichzeitig ehrgeizige Ziele für das Jahr 2020 (bis zu 50%) ausgesprochen.

  • Bei hohen Anteilen kann es eine wirtschaftlichen Grenzwert geben - einen Punkt, an dem es als kostspieliger erachtet wird zusätzliche Windkraft dem System hinzuzufügen, als dass sie diesem dient.
  • Zum jetzigen Zeitpunkt wird ein Windenergiebeitrag von bis 50% als sowohl technisch als auch wirtschaftlich machbar erachtet. Zusätzlich sind in Irland Untersuchungen im Gange, die einen Beitrag von mehr 75% aus Wind vorsehen.
  • Irland, mit einem kleinen Synchron-Netz, setzt es sich zum Ziel bis zum Jahr 2020 40% des jährlichen Energiebedarfs mit Windenergie zu decken. Dänemark hingegen, als Teil eines größeren Verbundnetzes, möchte bis zum Jahr 2020 50% des Energiebedarfs mit Windenergie abdecken und bis zum Jahr 2035 100% des Bedarfs durch erneuerbare Energien (hauptsächlich Windenergie) leisten.

Downloads

IEA Wind Task 25 Fact Sheet 2015: Wind Integration Issues

Herausgeber: IEA Wind Task 25
Englisch, 4 Seiten

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