Von Stefan Schultz/Spiegel Online Deutsche Tüftler haben ein Solarkraftwerk gebaut, das selbst dann malocht, wenn gar keine Sonne scheint: Es regelt nachts die Spannung in den Netzen. Die Entwickler behaupten sogar, ihre Technik mache den Bau neuer Leitungen überflüssig, gegen den so viele Bürger auf die Straße gehen.
Die deutsche Energiewende ist überall, auch im nordbayerischen Schwarzach am Main. Am Dienstagabend saß dort ein Mann in einem weitgehend möbellosen Raum und veranstaltete ein seltsames Experiment.
Der Mann heißt Constantin Wenzlik und ist Geschäftsführer der Firma Padcon. Er blickt auf einen Bildschirm, der die Spannung im Stromnetz von Schwarzach anzeigt. Sie liegt stabil bei rund 232 Volt. Wenzlik ändert ein paar Einstellungen, und die Kurve reagiert: Im Bruchteil einer Sekunde sinkt sie auf 230 Volt. Wenzlik wartet, dann tippt er neue Werte ein. Die Spannung schnellt zurück auf 232 Volt. "Ich habe soeben das Stromnetz eines 3600-Einwohner-Dorfs manipuliert", jubelt der Mann mit der Nerd-Brille. "Mit einem Solarkraftwerk."
Das ist umso eindrucksvoller, weil es draußen dunkel ist. Und ein Sonnenkraftwerk, das nachts arbeitet, ist ja schon etwas Besonderes. Zwar produziert es im Dunkeln keine Elektrizität, doch es leistet etwas, das für die Stabilität der Stromversorgung fast genauso wichtig ist: Es regelt die Spannung in den Netzen. Würde die Spannung nicht reguliert, hätte das verheerende Folgen. Zahlreiche elektronische Geräte können dann beschädigt werden - Maschinen zum Beispiel oder Computer, die die Infrastruktur regeln.
Durch den Atomausstieg aber wird es immer schwieriger, die Spannung in den Netzen stabil zu halten. Denn diesen Job haben die AKW - bei all ihren Sicherheitsrisiken - bislang mit Bravour erledigt (Details: siehe Infobox). Genau in diese Lücke wollen Wenzlik und seinem Geschäftspartner Bernhard Beck stoßen. Geht es nach ihnen, sollen künftig immer mehr Solarkraftwerke die Spannung regulieren - und die deutsche Energiewende dadurch schneller, besser und günstiger machen als es sich die Regierung bislang ausgemalt hat.
Pimp my Kraftwerk
Beck ist der Chef von Belectric, einem der weltweit größten Produzenten von Solarkraftwerken, ein kleiner, drahtiger Mann, der schnell denkt und noch schneller redet. Während Wenzlik die Technik austüftelt, versucht Beck, sie der Welt zu verkaufen. Er spricht von einer Revolution, davon, dass die Energiewende neu gedacht werden muss.
Wer das verstehen will, muss Schwarzach am Main verlassen. Auf Straßen, die an Maisfeldern vorbeiführen, gelangt man zu einer großen Wiese. Auf dieser stehen, Hunderte Meter weit, Solarmodule in Reih und Glied. Es ist das Kraftwerk, das Wenzlik von seinem Monitor aus steuern kann. Mitten auf der Wiese steht ein Container mit laut brummender Lüftung. In seinem Inneren hängt ein Kasten voller Kabel - jenes Gerät, das die nächtlichen Experimente der Solar-Tüftler erst ermöglicht.
Es handelt sich um einen sogenannten Wechselrichter. Im Prinzip sind Wechselrichter simple Geräte. Sie wandeln den Gleichstrom, den eine Wind- oder Solaranlage erzeugt, in Wechselstrom um und speisen diesen ins Netz.
Der Wechselrichter in dem Kraftwerk nahe Schwarzach kann weit mehr. Er gehört zu einer neueren Generation, die auch ohne Sonnenlicht eine spezielle Art von Energie erzeugen kann: sogenannte Blindleistung. Eine Art Phantomstrom, der zwar keine Glühbirnen zum Leuchten bringt, der aber wie regulärer Strom dazu eingesetzt werden kann, die Spannung im Stromnetz zu regulieren.
Und zwar in beide Richtungen: Der Wechselrichter kann dem Netz Blindleistung zuführen oder ihm welche entziehen und damit große Spannungsschwankungen ausgleichen, in einem Umkreis von mehreren Kilometern, binnen Zehntelsekunden, rund um die Uhr. Die Pilotanlage in Schwarzach am Main soll bis Ende des Jahres mit voller Kraft laufen und die Spannung dann blitzartig um bis zu zehn Volt erhöhen oder senken.
Kampf den Stromtrassen
In kleineren Solar- und Windanlagen wird diese Technologie schon eingesetzt. Beck verspricht ihr eine große Zukunft. Seine Solarkraftwerke sollen en passant ein weiteres großes Problem der Energiewende mitlösen.
In Deutschland sollen in den kommenden Jahren viele neue Stromleitungen gebaut werden. Denn den Strom, den bislang die Atomkraftwerke erzeugten, sollen künftig zu einem großen Teil Windparks auf hoher See produzieren. Die sollen im Norden der Republik entstehen, die großen deutschen Industriegebiete befinden sich aber im Süden. Es muss also viel Strom über weite Strecken transportiert werden.
3600 Kilometer Trassen sind nach Schätzung der Deutschen Energieagentur bis 2020 dazu nötig. Das wird teuer - und stressig. Denn zahlreiche Bürger wünschen keine neuen Strippen vor ihrer Haustür und versuchen, den Bau der Leitungen mit allen Mitteln zu blockieren.
Beck sagt nun: Einen Teil der neuen Trassen könne man sich sparen - dank seiner Solarkraftwerke.
Statt Windparks mit einer Leistung von 25 Gigawatt auf See aufzustellen, fordert er den Bau von Solarkraftwerken mit einer Leistung von 50 Gigawatt und zusätzliche Windräder an Land: Die Solarkraftwerke würden genau dort gebaut, wo ihr Strom gebraucht werde; die Transportwege von Elektrizität bleiben so kurz - was manch neue Trassen überflüssig mache.
Weitere Trassen sollen gespart werden, indem man aus den vorhandenen Stromleitungen mehr herausholt. Dabei spielt wieder die Regulierung der Spannung eine Rolle. Je genauer sie sich in einer Leitung regeln lässt, desto größere Strommengen kann man darüber transportieren. In Becks Energievision würde die Kapazität steigen: Schließlich regulieren Solarkraftwerke entlang wichtiger Leitungen in regelmäßigen Abständen die Spannung.
Auch Experten halten den Transport größerer Strommengen für technisch machbar. "Die bestehende Netzinfrastruktur kann noch besser genutzt werden", sagt Gerald Höfer vom Energieunternehmen N-Ergie, in dessen Einzugsgebiet Beck und Wenzlik ihre Pilotanlage testen. Die Strommenge könnte im Idealfall um 10 bis 20 Prozent erhöht werden, sagt Eckhard Grebe, Technikspezialist beim Netzbetreiber Amprion.
Lob von Experten
Generell loben Experten das Projekt. Die Regulierung der Spannung sei ein zentrales Problem der Energiewende, sagt Heike Kerber vom Forum Netztechnik und Netzbetrieb. Je größer der Ökostromanteil an der Energieversorgung wird, desto größer werde dieses Problem. "Wir müssen Netze neu denken." Und ein Solarkraftwerk, das die Netze stabilisiert, sei ein interessanter Denkansatz.
Grebe von Amprion wirft der Bundesregierung im Bereich der Spannungsregulierung gar Versäumnisse vor. Die Regierung denke zu wenig darüber nach, welchen Kraftwerksmix man bräuchte, um mit möglichst wenig neuen Stromleitungen auszukommen, sagt er. Gut, dass das nun andere täten.
Das sieht man auch im Parlament so. Die CDU-Umweltpolitikerin Maria Flachsbarth etwa bekam das Projekt bei einer Anhörung im Umweltausschuss vorgestellt. Sie findet die Idee "spannend", merkt aber an, dass man die Ausführung noch nicht abschließend beurteilen könne. Das Bundesumweltministerium, dem das Projekt ebenfalls präsentiert wurde, nahm keine Stellung. Auch Stephan Kohler, der Chef der halbstaatlichen Deutschen Energie-Agentur will sich nicht äußern.
Neuer Markt für Wechselrichterfirmen
Manche glauben, dass Ökostrom-Kraftwerke die Spannung in den Netzen künftig zuverlässig regulieren können. Zum Teil sei solche Technologie schon bei kleinen Photovoltaik-Dachanlagen und bei Windrädern im Einsatz, sagt Bernd Engel, Vizepräsident für Technologie beim Wechselrichterhersteller SMA. Moderne Wechselrichter in großen Solarkraftwerken seien der nächste logische Schritt.
An Becks großer Energievision dagegen zweifeln viele Wissenschaftler. Sie glauben weder, dass in Deutschland bald Tausende neue Solarkraftwerke gebaut werden, noch dass diese den Bau neuer Stromleitungen signifikant verringern.
Erstens wäre der Bürgerprotest gegen Tausende Solarkraftwerke und Landwindräder wohl ebenso groß wie der gegen neue Stromtrassen. Zweitens ist die Wechselrichtertechnik noch nicht ausgereift genug, um ihr alsbald die Energieversorgung einer großen Industrienation anzuvertrauen. Schon beim Pilotversuch in Schwarzach gab es immer wieder Komplikationen; statt wie geplant im August brachten die Solar-Tüftler ihre Anlage erst im Oktober zum Laufen.
"Für die Energiewende kann nur erprobte Technologie verwendet werden", sagt Kerber vom Forum Netztechnik. "Das Risiko teurer Fehlinvestitionen oder technischer Probleme können wir uns nicht leisten. Sonst wird die deutsche Energiewende keine Erfolgsstory."
Solar- und Windanlagen, die die Stromspannung regulieren, sind also eher eine etwas fernere Zukunftsvision. Sinnvoll aber sind sie allemal. Und sollte sich die Technik letztlich durchsetzen, darf nicht nur Bernhard Beck auf massig neue Aufträge hoffen. Auch Hersteller entsprechender Wechselrichter könnten einen Nachfrageboom erleben.
Die deutsche Energiewende ist überall, auch im nordbayerischen Schwarzach am Main. Am Dienstagabend saß dort ein Mann in einem weitgehend möbellosen Raum und veranstaltete ein seltsames Experiment.
Der Mann heißt Constantin Wenzlik und ist Geschäftsführer der Firma Padcon. Er blickt auf einen Bildschirm, der die Spannung im Stromnetz von Schwarzach anzeigt. Sie liegt stabil bei rund 232 Volt. Wenzlik ändert ein paar Einstellungen, und die Kurve reagiert: Im Bruchteil einer Sekunde sinkt sie auf 230 Volt. Wenzlik wartet, dann tippt er neue Werte ein. Die Spannung schnellt zurück auf 232 Volt. "Ich habe soeben das Stromnetz eines 3600-Einwohner-Dorfs manipuliert", jubelt der Mann mit der Nerd-Brille. "Mit einem Solarkraftwerk."
Das ist umso eindrucksvoller, weil es draußen dunkel ist. Und ein Sonnenkraftwerk, das nachts arbeitet, ist ja schon etwas Besonderes. Zwar produziert es im Dunkeln keine Elektrizität, doch es leistet etwas, das für die Stabilität der Stromversorgung fast genauso wichtig ist: Es regelt die Spannung in den Netzen. Würde die Spannung nicht reguliert, hätte das verheerende Folgen. Zahlreiche elektronische Geräte können dann beschädigt werden - Maschinen zum Beispiel oder Computer, die die Infrastruktur regeln.
Durch den Atomausstieg aber wird es immer schwieriger, die Spannung in den Netzen stabil zu halten. Denn diesen Job haben die AKW - bei all ihren Sicherheitsrisiken - bislang mit Bravour erledigt (Details: siehe Infobox). Genau in diese Lücke wollen Wenzlik und seinem Geschäftspartner Bernhard Beck stoßen. Geht es nach ihnen, sollen künftig immer mehr Solarkraftwerke die Spannung regulieren - und die deutsche Energiewende dadurch schneller, besser und günstiger machen als es sich die Regierung bislang ausgemalt hat.
Pimp my Kraftwerk
Beck ist der Chef von Belectric, einem der weltweit größten Produzenten von Solarkraftwerken, ein kleiner, drahtiger Mann, der schnell denkt und noch schneller redet. Während Wenzlik die Technik austüftelt, versucht Beck, sie der Welt zu verkaufen. Er spricht von einer Revolution, davon, dass die Energiewende neu gedacht werden muss.
Wer das verstehen will, muss Schwarzach am Main verlassen. Auf Straßen, die an Maisfeldern vorbeiführen, gelangt man zu einer großen Wiese. Auf dieser stehen, Hunderte Meter weit, Solarmodule in Reih und Glied. Es ist das Kraftwerk, das Wenzlik von seinem Monitor aus steuern kann. Mitten auf der Wiese steht ein Container mit laut brummender Lüftung. In seinem Inneren hängt ein Kasten voller Kabel - jenes Gerät, das die nächtlichen Experimente der Solar-Tüftler erst ermöglicht.
Es handelt sich um einen sogenannten Wechselrichter. Im Prinzip sind Wechselrichter simple Geräte. Sie wandeln den Gleichstrom, den eine Wind- oder Solaranlage erzeugt, in Wechselstrom um und speisen diesen ins Netz.
Der Wechselrichter in dem Kraftwerk nahe Schwarzach kann weit mehr. Er gehört zu einer neueren Generation, die auch ohne Sonnenlicht eine spezielle Art von Energie erzeugen kann: sogenannte Blindleistung. Eine Art Phantomstrom, der zwar keine Glühbirnen zum Leuchten bringt, der aber wie regulärer Strom dazu eingesetzt werden kann, die Spannung im Stromnetz zu regulieren.
Und zwar in beide Richtungen: Der Wechselrichter kann dem Netz Blindleistung zuführen oder ihm welche entziehen und damit große Spannungsschwankungen ausgleichen, in einem Umkreis von mehreren Kilometern, binnen Zehntelsekunden, rund um die Uhr. Die Pilotanlage in Schwarzach am Main soll bis Ende des Jahres mit voller Kraft laufen und die Spannung dann blitzartig um bis zu zehn Volt erhöhen oder senken.
Kampf den Stromtrassen
In kleineren Solar- und Windanlagen wird diese Technologie schon eingesetzt. Beck verspricht ihr eine große Zukunft. Seine Solarkraftwerke sollen en passant ein weiteres großes Problem der Energiewende mitlösen.
In Deutschland sollen in den kommenden Jahren viele neue Stromleitungen gebaut werden. Denn den Strom, den bislang die Atomkraftwerke erzeugten, sollen künftig zu einem großen Teil Windparks auf hoher See produzieren. Die sollen im Norden der Republik entstehen, die großen deutschen Industriegebiete befinden sich aber im Süden. Es muss also viel Strom über weite Strecken transportiert werden.
3600 Kilometer Trassen sind nach Schätzung der Deutschen Energieagentur bis 2020 dazu nötig. Das wird teuer - und stressig. Denn zahlreiche Bürger wünschen keine neuen Strippen vor ihrer Haustür und versuchen, den Bau der Leitungen mit allen Mitteln zu blockieren.
Beck sagt nun: Einen Teil der neuen Trassen könne man sich sparen - dank seiner Solarkraftwerke.
Statt Windparks mit einer Leistung von 25 Gigawatt auf See aufzustellen, fordert er den Bau von Solarkraftwerken mit einer Leistung von 50 Gigawatt und zusätzliche Windräder an Land: Die Solarkraftwerke würden genau dort gebaut, wo ihr Strom gebraucht werde; die Transportwege von Elektrizität bleiben so kurz - was manch neue Trassen überflüssig mache.
Weitere Trassen sollen gespart werden, indem man aus den vorhandenen Stromleitungen mehr herausholt. Dabei spielt wieder die Regulierung der Spannung eine Rolle. Je genauer sie sich in einer Leitung regeln lässt, desto größere Strommengen kann man darüber transportieren. In Becks Energievision würde die Kapazität steigen: Schließlich regulieren Solarkraftwerke entlang wichtiger Leitungen in regelmäßigen Abständen die Spannung.
Auch Experten halten den Transport größerer Strommengen für technisch machbar. "Die bestehende Netzinfrastruktur kann noch besser genutzt werden", sagt Gerald Höfer vom Energieunternehmen N-Ergie, in dessen Einzugsgebiet Beck und Wenzlik ihre Pilotanlage testen. Die Strommenge könnte im Idealfall um 10 bis 20 Prozent erhöht werden, sagt Eckhard Grebe, Technikspezialist beim Netzbetreiber Amprion.
Lob von Experten
Generell loben Experten das Projekt. Die Regulierung der Spannung sei ein zentrales Problem der Energiewende, sagt Heike Kerber vom Forum Netztechnik und Netzbetrieb. Je größer der Ökostromanteil an der Energieversorgung wird, desto größer werde dieses Problem. "Wir müssen Netze neu denken." Und ein Solarkraftwerk, das die Netze stabilisiert, sei ein interessanter Denkansatz.
Grebe von Amprion wirft der Bundesregierung im Bereich der Spannungsregulierung gar Versäumnisse vor. Die Regierung denke zu wenig darüber nach, welchen Kraftwerksmix man bräuchte, um mit möglichst wenig neuen Stromleitungen auszukommen, sagt er. Gut, dass das nun andere täten.
Das sieht man auch im Parlament so. Die CDU-Umweltpolitikerin Maria Flachsbarth etwa bekam das Projekt bei einer Anhörung im Umweltausschuss vorgestellt. Sie findet die Idee "spannend", merkt aber an, dass man die Ausführung noch nicht abschließend beurteilen könne. Das Bundesumweltministerium, dem das Projekt ebenfalls präsentiert wurde, nahm keine Stellung. Auch Stephan Kohler, der Chef der halbstaatlichen Deutschen Energie-Agentur will sich nicht äußern.
Neuer Markt für Wechselrichterfirmen
Manche glauben, dass Ökostrom-Kraftwerke die Spannung in den Netzen künftig zuverlässig regulieren können. Zum Teil sei solche Technologie schon bei kleinen Photovoltaik-Dachanlagen und bei Windrädern im Einsatz, sagt Bernd Engel, Vizepräsident für Technologie beim Wechselrichterhersteller SMA. Moderne Wechselrichter in großen Solarkraftwerken seien der nächste logische Schritt.
An Becks großer Energievision dagegen zweifeln viele Wissenschaftler. Sie glauben weder, dass in Deutschland bald Tausende neue Solarkraftwerke gebaut werden, noch dass diese den Bau neuer Stromleitungen signifikant verringern.
Erstens wäre der Bürgerprotest gegen Tausende Solarkraftwerke und Landwindräder wohl ebenso groß wie der gegen neue Stromtrassen. Zweitens ist die Wechselrichtertechnik noch nicht ausgereift genug, um ihr alsbald die Energieversorgung einer großen Industrienation anzuvertrauen. Schon beim Pilotversuch in Schwarzach gab es immer wieder Komplikationen; statt wie geplant im August brachten die Solar-Tüftler ihre Anlage erst im Oktober zum Laufen.
"Für die Energiewende kann nur erprobte Technologie verwendet werden", sagt Kerber vom Forum Netztechnik. "Das Risiko teurer Fehlinvestitionen oder technischer Probleme können wir uns nicht leisten. Sonst wird die deutsche Energiewende keine Erfolgsstory."
Solar- und Windanlagen, die die Stromspannung regulieren, sind also eher eine etwas fernere Zukunftsvision. Sinnvoll aber sind sie allemal. Und sollte sich die Technik letztlich durchsetzen, darf nicht nur Bernhard Beck auf massig neue Aufträge hoffen. Auch Hersteller entsprechender Wechselrichter könnten einen Nachfrageboom erleben.
