Die massive Zunahme des Anteils der Windenergie an der Stromerzeugung stellt die Frage nach den Auswirkungen der Integration großer Windstrommengen in das Stromversorgungssystem in Deutschland. Infolge der fluktuierenden und mit
Prognosefehlern behafteten Windstromeinspeisung (WSE) kann die installierte Windkapazität nicht konventionelle Kraftwerkskapazität ersetzen. Dennoch ist zu bedenken, dass jede kWh Windstrom, konventionell erzeugten Strom ersetzt und damit fossiler oder nuklearer Brennstoff eingespart wird. Doch ein nicht ständig verfügbares Windangebot und die teilweise starke Überlastung von Stromnetzen stehen den Schadstoffminderungen entgegen. Elektrizität lässt sich nur bedingt speichern. Es ist somit Aufgabe der Übertragungsnetzbetreiber ein Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Nachfrage herzustellen. Da Windenergie eine fluktuierende Energiequelle ist, muss sie durch Leistungsreserven ausgeglichen werden. Hier ist ein Neuer Markt, der Handel mit
Minutenreserven entstanden. Anfang 2005 erschien mit der Dena-Studie eine große
wissenschaftliche Untersuchung zum Thema „Energiewirtschaftliche Planung für die
Netzintegration von Windenergie in Deutschland an Land und Offshore bis zum Jahr
2020“ diese analysiert die Auswirkungen des Windenergieausbaus auf das
Elektrizitätssystem bezüglich der langfristigen energiewirtschaftlichen Planbarkeit und
behandelt unter anderem das Thema der Regel- und Reserveenergie zum Ausgleich der
Windenergie. In diesem Kapitel der Dena-Studie wird ein
mathematisch-statistisches Verfahren zur Bestimmung der insgesamt erforderlichen
Regel- und Reserveleistung beschrieben, welches auch Grundlage der Regelenergie-
Berechnungen dieser Studienarbeit ist.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Motivation
- Ziel der Arbeit
- Aufbau der Arbeit
- Ausgangssituation und Grundlagen
- Der Strommarkt
- Bilanzkreise
- Regelenergie
- Primärregelleistung
- Sekundärregelleistung
- Minutenreserven
- Zusammenfassung
- Integration von Windenergie in das deutsche Stromnetz
- Windfluktuation
- Windenergieprognoseverfahren
- Probleme bei sehr hoher Windstromeinspeisung
- Regelenergiemarkt
- Last
- Lastgang
- Lastprognose
- Regel- und Reserveenergie heute
- Methodisches Vorgehen
- Ungeplante, nicht disponible Kraftwerksausfälle
- Lastprognosefehler
- Windprognosefehler
- Berechnung
- Kosten der Regelenergievorhaltung
- Szenariodefinitionen
- Lastprognosefehler 2020
- Regel- und Reserveenergie 2020
- Windprognosefehler 2020
- Szenarioberechnung für das Jahr 2020
- Kosten der Regelenergievorhaltung
- Fazit
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Studienarbeit untersucht die Bestimmung der Regelenergie zum Ausgleich der Windenergie im deutschen Stromnetz. Ziel ist es, die Herausforderungen und Kosten der Regelenergievorhaltung im Kontext der zunehmenden Windenergieeinspeisung zu analysieren.
- Integration von Windenergie in den Strommarkt
- Fluktuationen der Windenergie und deren Prognose
- Regelenergiebedarf und -kosten
- Analyse von Last- und Windprognosefehlern
- Szenarien für zukünftige Regelenergiebedarfe
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung beschreibt die Motivation und Zielsetzung der Arbeit sowie deren Aufbau. Kapitel 2 beleuchtet die Ausgangssituation, den Strommarkt, Bilanzkreise, Regelenergiearten (Primär-, Sekundärregelleistung und Minutenreserven) und die Integration von Windenergie. Es werden die Herausforderungen durch Windfluktuationen und die Bedeutung von Prognoseverfahren diskutiert. Kapitel 3 befasst sich mit der aktuellen Situation der Regel- und Reserveenergie, methodischem Vorgehen, ungeplanten Kraftwerksausfällen und den Fehlern bei Last- und Windprognosen. Die Kosten der Regelenergievorhaltung werden ebenfalls betrachtet. Kapitel 4 definiert verschiedene Szenarien und berechnet den Regelenergiebedarf unter Berücksichtigung von Last- und Windprognosefehlern für das Jahr 2020. Die Kosten der Regelenergievorhaltung werden für diese Szenarien berechnet.
Schlüsselwörter
Regelenergie, Windenergie, Strommarkt, Bilanzkreis, Lastprognose, Windprognose, Prognosefehler, Kosten, Szenarioanalyse, Primärregelleistung, Sekundärregelleistung, Minutenreserven.
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- Andreas Sauer (Autor), 2008, Bestimmung der Regelenergie zum Ausgleich der Windenergie, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/120498
