26.04.2019 - Basiswissen Energiewende - Dunkelflaute
Der Begriff "Dunkelflaute" beschreibt einen Wetterzustand, bei dem Windkraft- und Photovoltaikanlagen nur eine sehr geringe Menge an elektrischer Energie produzieren.
Solche Phasen können sich bis zu zwei Wochen erstrecken [1]. Ein typisches Beispiel ist ein diesiger, windstiller Wintertag, an dem sich die Sonne kaum blicken lässt.
Daher ist die Ausbeute der Photovoltaikanlagen gering. Weht außerdem kein Wind, ist die Gesamtleistung aus Sonne und Wind fast NULL.
Die nachfolgende Grafik [2] zeigt die Situation in der Kalenderwoche 2 vom 9.1.2019 bis 12.1.2019.
Dargestellt wird der zeitliche Verlauf der produzierten Energie von Windkraft- und Photovoltaikanlagen.
Die gelben Flächen stellen die Leistung der Photovoltaik dar. Man erkennt sofort, daß die Flächen sehr klein sind.
Dies bedeutet, daß die Erträge der Solarenergie nur gering sind.
Am 9.1. betrug sie um 12 Uhr 2,9 GW und am 10.1. sogar nur 2,4 GW.
Dagegen ist die Leistung der Windkraft am 9.1. mit 30 - 35 GW als gut zu bewerten.
Doch sie nimmt unaufhörlich ab und erreicht am 10.1 um 12 Uhr den Wert von 4,16 GW.
Doch er sinkt noch weiter. Um 16:15 Uhr wird das Minimum von 3,35 GW erreicht.
Da es um diese Uhrzeit schon dämmert, liefert die Photovoltaik nur 0,04 GW.
Ab 16:15 Uhr stieg die Leistung der Windkraft wieder. Kurz vor 21 Uhr wird der Wert von 5 GW wieder erreicht.
Zusammengefasst zeigt die Grafik, wie stark die Leistung von Sonne und Wind schwankt und fast den NULL-Wert erreicht.
Würde man eine "durchschnittliche" Leistung über die ganze Woche berechnen, würden Sonne und Wind ca. 25 GW liefern.
Solche Statistiken findet man regelmäßig in den öffentlichen Medien.
Aber sie täuschen über die wahren Probleme hinweg, weil sie die Unbeständigkeit und Nichtbeeinflussbarkeit ("Volatilität")
der Stromerzeugung aus Wind und Sonne verschweigen.
Wie muß man nun diesen Leistungseinbruch bewerten?
Der Satz "Wind und Sonne schicken keine Rechnung" mag zwar stimmen, aber die Lieferung der Energie ist unzuverlässig und meist nicht passend zum Bedarf der Menschen.
Diese Tatsache darf man nicht ignorieren. Die installierte Gesamtleistung von Windkraft- und Photovoltaikanlagen so wie bisher einfach zu erhöhen, wird das Problem nicht lösen.
Im Januar 2019 betrug sie bei der Photovoltaik 46,9 GW und bei Windkraft 59,71 GW.
Im theoretischen idealen Fall - ein Tag mit Sonnenschein und viel Wind - wäre der Strombedarf von Deutschland (typisch 70 GW) bereits heute vollständig gedeckt.
Doch am Donnerstag den 10.1.2019 waren nur 3% der Gesamtleistung verfügbar. War das eine Ausnahme?
Leider nein, denn solche Situationen kommen häufiger vor. So gab es im 1. Quartal 2019 17 Ereignisse,
bei denen Windkraft- zusammen mit Photovoltaikanlagen weniger als 5 GW lieferten.
Fazit
Um solche Situationen in Zukunft beherschen zu können, bedarf es leistungsfähiger, betriebsbewährter Speichersysteme und gut ausgebauter Stromnetze.
Beides gibt es aktuell nicht. Die technischen Fortschritte und Kapazitäten bei Power-To-Gas-Anlagen,
deren Wirkungsgrad wegen der mehrfachen Energieumwandlung auch sehr niedrig ist, sind nur gering
und der Ausbau von Stromtrassen kommt nur schleppend voran.
Daher wird Deutschland auch in den nächsten Jahren auf Kernenergie, Kohle und auch auf Stromimporte angewiesen sein.
Der Bedarf an NICHT-Erneuerbarer Energie war am 10.1.2019 sehr groß: Kernenergie 9,47 GW, Steinkohle 17,44 GW und die Braunkohle 14,9 GW [4].
Eines ist jedenfalls sicher: Durch den Ausstieg aus der Kernenergie und der Kohlekraft werden wir in den nächsten Jahren eine große Versorgungslücke haben!
In unserer Gesellschaft gibt viele Politiker, Parteien und Menschen, die im guten Glauben die Welt retten zu wollen, den sofortigen Kohleausstieg fordern.
Offenbar ist man sich nicht der Konsequenzen bewußt oder handelt sehr leichtfertig.
Das Risiko von großflächigen Stromabschaltungen, die das ganze Land betreffen würden, wird immer größer.
Solche Krisensituationen eskalieren bereits nach wenigen Tagen dramatisch, wie man in Venezuela erkennen kann [5].
Um fiktive, aber realistische Szenarien handelt der lesenswerte Roman "BLACKOUT - Morgen ist es zu spät" von Marc Elsberg [6].
Welcher Politiker wird dann die Verantwortung dafür übernehmen?
Reiner Pracht