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Das US-Netz unter Stress

Sonnenfinsternis in den USA – kommt es zu Black-outs?

5. Juni 2017, 8:14 Uhr | Heinz Arnold

So sagt die CAISO den Verlauf der von PV-Erzeugern ins kalifonische Netz eingespeisten Energie während der Sonnenfinsternis am 21. August 2017 voraus.

Bleibt das Stromnetz der USA während der Sonnenfinsternis im August stabil? Die Versorger lernen von Deutschland und Europa.

Noch im Jahr 2000 betrug die Kapazität der netzrelevanten PV-Anlagen in den USA 5 MW, 2016 waren es 24,6 MW. Allein in Kalifornien ist der Anteil des über PV-Anlagen erzeugten und ins Netz eingespeisten Stroms in den vergangenen fünf Jahren von 0,4 auf 10 Prozent gestiegen.

Erfahrungen mit Sonnenfinsternissen unter der Bedingung eines erheblichen Anteils an PV-Energie mussten die USA bisher noch nicht machen: Immerhin ist es 38 Jahre her (wenn Hawaii 1991 nicht mitgezählt wird), dass letztmals in den USA eine Sonnenfinsternis auftrat – damals war von PV-Erzeugung noch nicht ernsthaft die Rede.

Nun ist der Anteil der PV-Energie aber auch in den USA stark gestiegen und die Versorger müssen sich ernsthaft Gedanken machen, welche Auswirkungen der ziemlich schnelle Abfall des PV-Stroms zu Beginn und der noch schnellere Anstieg nach dem Austritt der Sonne aus dem Kernschatten auf das Stromnetz und die Versorgungssicherheit nehmen werden – und welche Vorsorgemaßahmen zu treffen sind.

Die Sonnenfinsternis am 21. August 2017 wird also zum Testfall für die Stabilität des amerikanischen Stromversorgungsnetzes.

In den USA liegen zu Beginn der Sonnenfinsternis neben Oregon auch Kalifornien im Schatten, Regionen, die sehr viel Solarenergie produzieren und deshalb auch außerhalb des Kernschattens stark betroffen sind. Experten gehen davon aus, dass in Kalifornien PV-Anlagen mit einer Leistung von 10.000 MW installiert sind, die ins Netz einspeisen. Einen ähnlich hohen Anteil an PV-Erzeugung wie Kalifornien hat laut der NERC (The North American Electric Reliability Corporation) der Bundesstaat Utah, wie sie in der Studie »A Wide-Area Perspective on the August 21, 2017 Total Solar Eclipse« feststellt. Weiter zu beachten seien auch die Staaten Nevada und North Carolina.

Die US-Versorger bereiten sich auf die Sonnenfinsternis vor, indem sie Kapazitäten von Gas- und Wasserkraftwerken einsetzen, um die ausgefallenen PV-Quellen zu kompensieren und sie dem Bedarf aus Industrie und Haushalten anzupassen. Die NERC-Studie liefert dazu Einzelheiten und beruft sich ausdrücklich auf die Erfahrungen, die in Europa und Deutschland in der Vorbereitung und während der Sonnenfinsternis vom 20. März 2015 gesammelt wurden.

Experten hatten damals vorhergesagt, dass bei klarem Himmel durch die Sonnenfinsternis über einen Zeitraum von zwei Stunden eine Kapazität von 35 GW ausfallen würde. Tatsächlich lagen dann am 20. März 2015 Teile Europas und Deutschlands unter Wolken. Dennoch kam es um Ausfall von 17 GW. Gleich darauf mussten dann sogar 25 GW ins Netz integriert werden, nachdem die Sonne aus dem Kernschatten wieder hervortrat.

In Deutschland war die Erzeugung von PV-Energie während der Verschattung der Sonne am 20. März 2015 von knapp 22 GW auf rund 6 GW gefallen. TenneT hatte damals geschätzt, dass die Anstiegsrate nach dem Höhepunkt der Verschattung um den Faktor 3 über der normalen Rate lag. Noch auf der Pressekonferenz des VDE auf der Hannover Messe 2017 zeigte sich Dr. Gunther Kegel, Vorsitzender der Geschäftsführung von Pepperl + Fuchs, begeistert, wie das Netz in Deutschland die Sonnenfinsternis verkraftet hatte: »Innerhalb von Minuten sank die Leistung, die ins Netz eingespeist wurde, um 40 Prozent. Wenige Jahre zuvor wäre das Netz kollabiert.« Aber mit Hilfe einer genauen Planung konnten Deutschland und Europa die Sonnenfinsternis unbeschadet überstehen. Daran wollen sich jetzt die betroffenen Versorger in den USA ein Beispiel nehmen.

Der Termin ist schon lange bekannt: Am Montag, 21. August 2017, findet eine Sonnenfinsternis in den USA statt. Der Streifen der Totalitätszone ist zwischen 62 und 100 km breit. Die Sonnenfinsternis wird auf dem ganzen Kontinent zu sehen sein, total oder partiell.