Schwarzstart

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Die letzte wesentliche Funktion eines elektrischen Energiesystems ist der Schwarzstart, also die Fähigkeit, nach einem vollständigen Ausfall, Blackout oder Totaler Spannungsausfall (TSA), wieder in Betrieb genommen werden zu können. Grundsätzlich wird dabei so vorgegangen, daß zunächst mehrere schwarzstartfähige Inseln, d.h. vom übrigen Netz getrennte Bereiche, in Betrieb genommen, danach untereinander synchronisiert und dann wieder zusammengeschaltet werden.
Erforderlich für einen Schwarzstart einer Insel und anschließende Aufschaltung auf das Netz sind
– ausreichend Energieangebot aus Solar, Wind oder Speichern
– ausreichend Hilfsenergie zum Starten der Anlagen und Schalten der Schaltanlagen, in der Regel aus Akkumulatoren
– ausreichend Blindleistung, um die Kabel und Leitungen in Betrieb nehmen zu können
– ausreichend vorhandene Last, um einen stabilen Betriebszustand auf einem minimalen Erzeugungs-Last-Niveau herstellen zu können
– funktionieren Steuerleitungen, d.h. steuertechnische Erreichbarkeit aller für den Schwarzstart erforderlichen Anlagen
– ausgebildetes Personal
– Sychronisationseinrichtungen an allen Netzschnittstellen zu benachbarten Inseln
Bei Großkraftwerken sind diese Vorrausetzungen generell gegeben bzw. vorgesehen.
Anlagen zur Erzeugung erneuerbaren Stromes sind bisher nicht schwarzstartfähig – es fehlen sämtliche der o.g. Voraussetzungen außer je nach Wind- oder Solarangebot die erste. Selbst bei Biogasanlagen liegt zumindest nach einem längeren Blackout auch kein ausreichendes Energieangebot mehr vor, da die Fütterung ohne Strom unmöglich ist, das vorhandene Biogas abgeblasen und kein neues mehr erzeugt wird.
Weiterhin fehlt es an Hilfsenergie und die Anlagen sind auch nicht in der Lage, die für eine Netzinbetriebnahme erforderliche Blindleistung zu erzeugen. Steuerbare Lasten fehlen ebenso wie ausgebildetes Personal, um einen Schwarzstart durchzuführen.
Und es gibt zwei weitere Gründe, warum ein Schwarzstart nicht gelingen kann:
– einzelne erneuerbare Energieanlagen sind oft garnicht fernsteuerbar oder, wenn überhaupt, dann nur über das Internet erreichbar. Das Internet aber steht im Falle eines TSA oder Blackout aber bereits nach wenigen Minuten nicht mehr zur Verfügung. Damit wären die Anlagen nicht erreichbar und ein Start unmöglich.
– und es ist letztlich unmöglich, eine Vielzahl einzelnen Anlagen wieder zu synchronisieren und ein Netz wieder aufzubauen – dazu fehlt es schlicht an zehntausenden Synchronisationseinrichtungen zwischen den Anlagen.
Dennoch ist es möglich, mit erneuerbaren Energieanlagen einen Schwarzstart durchzuführen. Wie?
Grundsätzlich ist es dazu erforderlich, eine ausreichend große Zahl bzw. Leistung von Anlagen zusammenzuschalten, und zwar in einem separaten vollständig steuerbaren Kraftwerknetz in dem aus sämtliche Verbraucher steuerbar sind. Auf absehbare Zeit ist dazu kein öffentliches Netz mit einer Vielzahl nicht fernsteuerbarer Verbraucher und Erzeuger in der Lage, allzumal es an Steuerleitungen fehlt.
Es bedarf daher eines Verbundkraftwerkes. Damit ist alles erforderliche möglich:
– ausreichend Energieangebot aus Solar, Wind, Biogas oder Speichern ist bei hinreichender Dimensionierung gegeben
– ausreichend Hilfsenergie zum Starten der Anlagen und Schalten der Schaltanlagen, in der Regel aus Akkumulatoren ist vorhanden
– ausreichend Blindleistung, um die Kabel und Leitungen in Betrieb nehmen zu können kann aus Großakkumulatoren, welche normalerweise für die Primärregelung dienen, bereitgestellt werden
– ausreichend vorhandene Last, um einen stabilen Betriebszustand auf einem minimalen Erzeugungs-Last-Niveau herstellen zu können ist in den steuerbaren Großverbrauchern vorhanden
– es gibt funktionieren Steuerleitungen, welche notstromversorgt sind
– ausgebildetes Personal ist vorhanden
Letztlich bedarf es dann auch nur einer Sychronisationseinrichtung an der Netzschnittstelle zum öffentlichen Netz. Damit ist es möglich mehrere Verbundkraftwerke über das öffentliche Netz wieder zu verbinden und nach und nach innerhalb einiger Stunden einen Wiederaufbau des Netzes zu erreichen.