Halten Windräder Blindleistung aus?

Mit dem Atom- und dem Kohleausstieg gehen sukzessive auch tausende Megawatt in den Turbinen-Schwungrädern gespeicherte Rotationsenergie vom Markt. Die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) greifen in Sekundenbruchteilen auf sie zurück, unter anderem wenn es gilt, die Stromfrequenz wieder zwischen 49,9 und 50,1 Hertz zu bekommen.

"Momentanleistung" nennt sich das. Hinzu kommt Blindleistung und deren Kompensation sowie der Wiederaufbau eines Netzes nach einem Blackout, der sogenannte Schwarzstart - das meiste davon kurzfristige Systemdienstleistungen, die noch vor der als Markt gestalteten Regelenergie abgerufen werden.

Können Windenergieanlagen als die eine Säule des künftigen Stromsystems konventionelle Kraftwerke nicht nur bei der Erzeugung ersetzen, sondern auch bei solchen Systemdienstleistungen? Diese Frage hat das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) in Kassel mit einem Partner nun beantwortet: im abgeschlossenen, vom Wirtschaftsministerium (BMWi) geförderten Forschungsprojekt "Grid Loads".

Die Antwort von Boris Fischer von Fraunhofer lautet einer Pressemitteilung vom 23. Juli zufolge: Ja, "in der großen Mehrheit" der Netzlagen halten die Windräder das aus - vorausgesetzt, die Anlagensteuerung ist für den kurzfristigen Abruf aufgerüstet. Die Vibrationen, die ein solcher Brems- oder Beschleunigungs-Befehl auf Rotoren, Antriebswelle, Getriebe und Generator bewirkt, sind selbst in ihren Amplituden so gering, dass sie keine Schäden an Komponenten anrichteten.

Dies ergab im Labor eine kombinierte Simulation an einem hochaufgelösten mechanischen IT-Modell einer Windkraftanlage sowie an einem Stromnetz-Modell durch das IEE zusammen mit dem Unternehmen Mesh Engineering.

An ihre physischen Grenzen stieß die Referenz-Anlage lediglich, wenn sie bereits auf Volllast lief und dann eine starke Über- oder Unterdeckung des Stromnetzes simuliert wurde, etwa bei einer europäischen Systemtrennung oder einem Kraftwerksausfall. "Selbst mit der intelligentesten Steuerung können Sie solche Extremsituationen nicht in den Griff bekommen", schreibt Boris Fischer.

Aber nach seinen Erkenntnissen laufen Windräder ohnehin nur zu 10 bis 20 % ihrer technischen Lebensdauer auf Volllast und werden gerade bei Starkwind gedrosselt.

Und selbst für die Extremlagen gäbe es technische Lösungen: etwa Batterien oder Riesen-Kondensatoren.