Die erneuerbaren Energien belasten die Stromnetze stärker als bisher angenommen. Das geht aus einer Studie hervor, die an der Jacobs University Bremen entstanden und im Nature-Journal "Scientific Reports" veröffentlicht worden ist. Wie stark die Belastung ist hänge jedoch stark vom Aufbau der Netze ab. Und auch hier gibt es Überraschungen.

In einem Forschungsprojekt an der Jacobs University Bremen unter der Leitung von Stefan Kettemann, Professor für Theoretische Physik, hat man die Frequenzschwankungen im Stromnetz untersucht, die sich zunehmend aus kleinteiligen, heterogenen und dezentralen Stromerzeugern ergeben.

Kleine Schwankungen mit großer Wirkung

Die Ergebnisse zeigen, dass diese zunehmende Einspeisung erneuerbarer Energien zu einer Ausbreitung von Störungen führt. Selbst kleinste Schwankungen, verursacht etwa durch einen kurzzeitigen Anstieg der Stromeinspeisungen in Bremen, sind über große Distanzen messbar, etwa selbst im fast 600 Kilometer Luftlinie entfernten München.

Dabei sind bestimmte Netze robuster als andere: "Besonders überrascht hat uns, dass baumartig aufgebaute Verteilernetze, die vom Generator bis zum Verbraucher führen, stabiler gegenüber solchen Störungen sind als engmaschige Verbundnetze, in denen die Stromleitungen in vielen Schleifen kreisförmig zusammengeschlossen sind", sagt Kettemann.

Je größer das engmaschige Netz, desto kleiner die Resonanzfrequenz

Erwartet hätte er eher das Gegenteil. Denn schließlich habe die Baumstruktur viel eindeutigere und hierarchischere Verbindungslinien als ein kreisförmiges Netz mit seiner Vielzahl an Maschen und Schleifen. Ursache seien die unterschiedlichen Schwingungen, die Wellenmoden, beider Netze.

Vergleichbar sei dies mit Orgelpfeifen, deren tiefster Resonanzton mit der Länge tiefer wird. Bei engmaschigen Verbundnetzen hingegen würden die Resonanzfrequenzen mit der Größe der Netze kleiner werden. Für baumartig aufgebaute Netze gilt das nicht. Deren Resonanzfrequenz bleibe mit zunehmender Größe gleich hoch, womit sie weniger anfällig für Störungen sind. (sg)

Das Interview dazu mit Stefan Kettemann finden Sie hier.