Die temporäre "Lagerung" von Strom ist relativ ineffizient

Zuletzt bearbeitet 17.10.2022 
Im Gegensatz zu flüssigen oder gasförmigen Energieträgern kann Strom nicht verlustfrei "gelagert" werden. Soll der Energieträger Strom nämlich gelagert werden, muss immer eine Umwandlung von Strom in eine andere Energieform erfolgen. Und bei der Rückumwandlung der "anderen Energieform" in Strom geht wiederum Energie verloren. Energieumwandlungen gehen aber immer mit einem Verlust an Energie einher ... das ist ein Naturgesetz! Allerdings sind die Verlustraten bei den zwei heute genutzen Speicherarten höchst unterschiedlich:

• Moderne Li-Batterien (wie sie z.B. in Kombination mit Photovoltaikanlagen zunehmend verbaut werden) produzieren im Betrieb nur recht geringe Verluste, nämlich <5% der ursprünglichen Strommenge. Selbst wenn man die notwendigen Stromkonverter (Wechsel- bzw. Gleichrichter) hinzuzrechnet, so beträgt der Stromverlust <7% oder - anders ausgedrückt - >93% des Strom werden wieder verfügbar gemacht.  
• Bei Pumpspeicherwerken wird Strom verwendet, um das Wasser aus einem tiefer gelegenen Reservoir (Fluss oder Stausee) in ein Hochbecken zu pumpen. Der Energieverlust durch das betreiben der Pumpen beträgt ca. 10%. Bei der Strom-Rückgewinnung wird das Wasser des Hochbeckens auf dem Weg zum tiefen Reservoir durch Turbinen geleitet, wo die eigentliche Stromproduktion stattfindet. Die Energieausbeute von Turbinen beträgt ca. 85%, d.h. hier wird wiederum ca. 15% der Strommenge verloren. Insgesamt wird durch die doppelte Umwandlung nur noch 75% der ursprünglichen Strommenge zurückgewonnen, d.h. der Verlust beträgt satte 25%.  

Mehr Infos zu Stromspeichern unter diesem Link!

Warum werden trotz der unterschiedlichen Effizienz beide Speicherarten nebeneinander betrieben?

Dies hat in erster Linie wirtschaftliche Gründe. Bis vor kurzem waren große Li-Akkus schlichtweg zu teuer in der Erstanschaffung, als dass die Kostenvorteile der großen Effizienz genutzt werden konnten. Die Kosten von Li-Akkus sind aber extrem gefallen, so dass es möglich erscheint, dass schon bald erste Großakkus zur Erhöhung der Netzstabilität eingerichtet werden.
zeitgleich wird es immer schwieriger, geeignete Standort für Pumpspeicherwerke in Mitteleuropa zu finden. Das liegt einerseits an den stetig steigenden Umweltschutz-Auflagen, aber auch daran, dass wegen der durch den Klimawandel länger werdenden Dürreperioden die Verfügbarkeit von ausreichenden Wasserreservoirs immer schwieriger erscheint.
Ein Ausbau von Wasserspeicherwerken findet jedoch in Skandinavien (insbesondere in Norwegen statt). Um diese Stromspeicher nutzen zu können, wurde bereits ein entsprechend groß dimensioniertes Seekabel (Nordlink) zwischen Deutschland und Norwegen in der Nordsee verlegt. Ein zweites vergleichbares Kabel Baltic Link) wird derzeit in der Ostsee zwischen Deutschland und Schweden installiert.

Woher kommt der Strom? Welche Kraftwerkstypen gibt es?

Zuletzt bearbeitet 20.10.2022 
Grundlastkraftwerke (zumeist nicht spontan regelbar)

Die Leistung von Kernkraftwerken ist grundsätzlich nicht skalierbar. Beim Anfahren eines AKW durchläuft die Kernspaltung einen technisch kritischen Bereich (mit Auswirkungen auf die Brennstäbe) und muss so schnell wie möglich in den Bereich der Volllast hochgefahren werden. Wenngleich die heutigen AKWs nicht mehr baugleich sind mit dem Unglücksreaktor in Tschernobyl, so sei trotzdem daran erinnert, dass das Halten des Reaktors auf zu niedriger Leistungsstufe ausschlaggebend (wirklich ausschlaggebend!) für das kerntechnische Unglück war. Kernkraftwerke produzieren nur im Volllastbetrieb sicher! Das bedeutet, die Strommenge kann dem Bedarf nicht angepasst werden.
Auch Bioreaktoren können nicht nach Belieben in der Leistung hoch- bzw. heruntergereglt werden. Sind die biologischen Prozesse erst einmal gestartet, ist ein erzwungener Reaktionsabbruch nur durch das Abtöten der Bakterien möglich, die die Reaktion durchführen. Entsprechend lange (mindestens mehrere Tage) wird es dauern, den Reaktor wieder auf volle Leistung hochzufahren.
Geothermieanlagen eignen sich hervorragend für die kontinuierliche Energiebereitstellung. Da aber die Temperatur der meisten Geothermieanlagen nur für die Nutzung der Heizungswärme ausreicht, spielen Geothermieanlagen in Deutschland praktisch keine Rolle. Auf Island sieht das anders aus. Dort wird auch Strom mittel Geothermie produziert. Aus abgesehen von ökonomischen Gründen, die einen Dauerbetrieb besonders sinnvoll machen, ist auch aus verfahrenstechnischen Gründen die Regelbarkeit der Stromerzeugung sehr stark eingeschränkt.
Sonderfall: Kombination aus Strom- unf Wärmekraftwerk (KWK = Kraft-Wärem-Kopplung) Und dann gibt es noch den Sonderfall der Kraftwerke, die neben der Stromproduktion auch die Heizenergie für Wohnhäuser bereitstellen. Beide Prozessteile sind miteinander gekoppelt und nicht getrennt regelbar. Da an kalten Tagen die Heizung nicht ausgeschaltet werden kann, kann folglich auch die Stromproduktion nicht variiert werden, auch wenn die grundlegende Technologie des Kraftwerks (z.B. Gaskraftwerk) eine Regelung ermöglichen würde.

Windenergie und Photovoltaik (die Natur regelt die Stromproduktion)
Das Wetter ist nicht planbar und somit ist auch die Leistung von Windenergieanlagen nicht planbar. Gleiches gilt für die Photovoltaik. So kosteneffizient diese beiden Kraftwerkstypen sind, so werden dennoch Zusatzmaßnahmen wie regelbare Kraftwerke für die Nutzung dieser Energieformen benötigt, um eine kontinuierliche Stromversorgung zu garantieren. Fairerweise müsste man die Kosten der Zusatzmaßnahmen natürlich den Wimnd- bz. Photovolatikanlagen hinzurechnen.

Regelenergie-Kraftwerke: Kohle-, Gas- und Wasserkraftwerke sowie Pumpspeicherwerke und Batterie-Stromspeicher
Regelkraftwerke werden diejenigen Kraftwerke genannt, deren Leistung je nach Bedarf stufenlos angepasst werden. Allerdings gibt es bezüglich der Regelbarkeit erhebliche Unterschiede: siehe Tabelle.

Redispatch - was ist das?

Zuletzt bearbeitet 17.10.2022 
Unter Redispatch versteht man Eingriffe in die Erzeugungsleistung von Kraftwerken, um Stromeitungen vor einer Überlastung zu schützen. Droht an einer bestimmten Stelle im Netz eine Überlastung der Stromleitungen, so werden Kraftwerke diesseits des Engpasses angewiesen, ihre Einspeisung zu drosseln, während Anlagen jenseits des Engpasses ihre Einspeiseleistung - sofern möglich - erhöhen müssen. Dadurch wird in der Regel eine einheitliche Verfügbarkeit von Strom garantiert.
Das ökonomische Problem besteht darin, dass die Kraftwerke, die vom Netzbetreiber aufgefordert werden die Leistung zu drosseln, ein Anrecht auf einen Ausgleich entgangener Gewinne haben und gleichzeitig Kraftwerke (jenseits der Überlastungsstelle) angeworfen werden, obwohl bekannt ist, dass deren Stromproduktion pro kWh bedeutent teurer ist, als dort, wo man eine Drosselung anordnet. Mit anderen Worten: Der Strom wird für alle Endabnehmer teurer!

Typisches Beispiel: Windräder die nicht drehen (auch wenn sie es könnten)
Es gibt immer wieder Situationen, wo in Norddeutschland viel Wind weht und damit entsprechend viel Windstrom produziert werden könnte, aber die Stromleitungen zum Transport des Stroms in die Industriezentren in der Mitte und im Süden Deutschland sind schlicht überfordert, um die Strommengen zu trnasportieren. In der Folge werden die Wimndräder in Norddeutschland temporär stillgelegt und gleichzeit wird teurer Strom von kleineren Kraftwerken oder aus den Nachbarländern importiert!

Häufigkeit von Redispatch-Maßnahmen steigt massiv an.

Zuletzt bearbeitet 20.10.2022 
Vornehmlich bedingt dadurch, dass der allgemeine Stromverbrauch u. a. durch die Elektromobilität sehr schnell zunimmt, wie auch durch die Einspeisung nicht regelbarer erneuerbarer Energien bei gleichzeitig niicht zügig genug voranschreitendem Netzausbau (nachschleppend sind vor allem die Stromleitungskapazitäten zwischen offshore Windanlagen in der Nordsee und den Verbrauchsstellen in Süddeutschland) kommt es immer häufiger zu Redispatch-Ereignissen.

Redispatch-Ereignisse werden unterdiesem Link veröffentlicht.

Rundsteuerung und Rundsteuerempfänger: was ist das?

Zuletzt bearbeitet 18.10.2022 
Bei der Rundsteuerung handelt es sich um eine unidirektionale (einrichtungs-) Kommunikation zwischen dem Stromversorger und bestimmten Geräten bei den Endabnehmern über das Stromnetz selber. So wie ein Radio- oder Fernsehsender Signale sendet, die beim Empfänger in Töne und Bildpunkte umgewandelt werden, so sendet der Stromversorger Signale über das Stromleitungsnetz aus, die bei den Empfängereinheiten als Kommandos interpretiert werden.

Damit können den Endgeräten zum Beispiel die Zeitpunkte des Beginns, wie auch des Ende des billigeren Nachtstroms mitgeteilt werden. Sehr wichtig sind heute Abschaltkommandos, die an dezentrale Stromeinspeiser (Windenergieanlagen und Photovoltaik) im Falle einer Redispatch-Situation kommuniziert werden. I Strommangelsituationen können so zur Stabilisierung des Gesamtnetzes große Stromverbrauer (große Elektroheizungen und zukünftig vielleicht auch E-Mobilitätsladestationen) temporär ausgeschaltet werden. Die Steuerung der privaten Endgeräte erfolgt vollkommen zentral beeinflusst und kann (gesetzlich verankert) vom Endgeräteeigentümer nicht beeinflusst werden.

Die Rundsteuerempfänger sehen entweder ähnlich aus wie normale Elektrische Anlagen oder sind bereits in elektrischen Bauteilen integriert eingebaut.