Trägheit (Momentanreserve)
Die in synchron rotierenden Generatoren und Motoren gespeicherte Bewegungsenergie, die plötzlichen Änderungen der Netzfrequenz entgegenwirkt.
Die Trägheit des Netzes ist die Rotationsenergie von Turbinen, Generatoren und großen Motoren, die im Gleichtakt mit dem Netz drehen. Fällt ein großes Kraftwerk aus, wird diese Energie innerhalb von Millisekunden automatisch freigesetzt. Das bremst den Abfall der Frequenz und verschafft der Frequenzhaltung Zeit.
Die Trägheitskonstante H in Sekunden ist die gespeicherte Bewegungsenergie geteilt durch die Nennleistung. Typische Werte: Dampfturbinen 4 bis 9 s, Gasturbinen 3 bis 7 s, Wasserkraftmaschinen 2 bis 4 s. Die Trägheit des Gesamtsystems wird meist in GW·s oder MW·s angegeben.
Windkraft- und PV-Anlagen sind über Wechselrichter angeschlossen und liefern von sich aus keine Trägheit. Je mehr sie Synchronkraftwerke verdrängen, desto geringer wird die Systemträgheit und desto schneller ändert sich die Frequenz nach einer Störung (RoCoF). In Großbritannien hat der Netzbetreiber NESO eine Mindestträgheit von etwa 102 bis 120 GW·s festgelegt und beschafft sie über Stabilitätsmärkte; das irische Netz begrenzt den Anteil nicht-synchroner Einspeisung (SNSP), 2023 auf 75 % angehoben (EirGrid).
Abhilfe schaffen Phasenschieber (Synchronmaschinen, die ohne Brennstoff mitlaufen, teils mit Schwungrädern), netzbildende Wechselrichter, die aus Batterien synthetische oder virtuelle Trägheit liefern, schnelle Frequenzregelung durch BESS sowie RoCoF-feste Schutzeinstellungen (oft 1 Hz/s).
Verwandte Begriffe
Alle Begriffe →- Netzfrequenz
Die Frequenz, mit der der Wechselstrom in einem Stromnetz die Richtung wechselt (50 oder 60 Hz). Sie zeigt das momentane Gleichgewicht von Erzeugung und Verbrauch an.
- Frequenzhaltung (Regelreserve)
Automatische Anpassung von Erzeugung oder Last, die eine Frequenzabweichung nach einem plötzlichen Ungleichgewicht im Netz abfängt und korrigiert.
- Netzbildender Wechselrichter
Wechselrichter, der Spannung und Frequenz selbst vorgibt. Er verhält sich wie eine Spannungsquelle, kann schwache Netze stabilisieren und synthetische Trägheit bereitstellen.
- Fluktuierende erneuerbare Energien (VRE)
Erneuerbare Erzeugung, die mit Wetter und Tageszeit schwankt, vor allem Wind und Photovoltaik, und sich nicht vollständig nach Bedarf abrufen lässt.
- Systemdienstleistungen
Leistungen über die reine Energielieferung hinaus, die Netzbetreiber einkaufen, um das Netz stabil und sicher zu halten, etwa Regelreserve, Spannungshaltung und Schwarzstart.
- BESS (Batteriespeichersystem)
Komplette Batterieanlage am Netz oder an einem Standort, mit Zellen, Batteriemanagement, Leistungselektronik, Thermomanagement und Steuerung.