Stetiger Strom aus Windkraft mit möglichst wenigen Flauten. Erst am letzten April Dienstag konnten wir erleben, wie es zu deutlich geringerer Einspeisung als üblich kam. Andere Kraftwerkstypen sind eingesprungen und dank der guten Prognosequalität stellte dies auch kein Problem für die Stromversorgung da.

Dennoch, der Wunsch bleibt: Wie verhindert man einen fast vollständigen Zusammenbruch der Erzeugung von Strom aus Windkraft?

Für den kostspieligen  Ausbau der Netze wird Offshore Wind als einzige Lösung angesehen. Die Theorie: Auf dem Meer gibt es fast keine Flaute. Auf einer großen räumlichen Ausdehnung gibt es allerdings auch fast keine Flaute.

Dank Tennet TSO kann man die Stetigkeit von Onshore und Offshore Strom miteinander vergleichen.

Tennet TSO ist einer der vier in Deutschland tätigen Übertragungsnetzbetreiber. Das durch das Unternehmen betreute Gebiet erstreckt sich von der Nordsee bis an die Alpen.  Im Zuge der Transparenz werden durch Tennet TSO die Einspeisung aus Windkraft im Gebiet veröffentlicht, getrennt nach Offshore und Onshore. Ideale Datenbasis für ein Vergleich der Volatilität aus Onshore (mit räumlicher Verteilung) und Offshore.

Als Datenbasis soll der April 2014 dienen, die auf der verlinkten Webseite heruntergeladen und in Excel importiert werden können. Zunächst sollte die Bandbreite der Werte ermittelt werden. Bei Excel gibt es hierfür die Min() und Max() Funktion:

Einheit: MW  Onshore Offshore
Min() 34 0
Max() 10152 158

Es wird deutlich, dass die Größenordnungen nicht miteinander vergleichbar sind, da deutlich mehr Onshore Windparks am Netz sind, als Offshore.

Der nächste Schritt ist die Ermittlung der mittleren Einspeisung (Durchschnitt). Hierzu werden alle Werte zusammenaddiert und im Anschluss durch die Anzahl der Einträge geteilt.

Einheit: MW Onshore Offshore
Mitttelwert() 2208 68

Im Vergleich zu den Min/Max-Werten der ersten Berechnung erkennt man, dass Onshore Wind im Mittel eher weniger erzeugt (=näher am Minimum) als Offhore Wind (näher am Maximum).

Durch Einführung eines Faktors lassen sich diese beiden Werte miteinander vergleichen. Standardisiert lautet diese Formel dann Mittelwert()/(Max()-Min())

Einheit: Prozent Onshore Offshore
Mitttelwert()/(Max()-Min()) 22% 43%

Zu interpretieren ist dieser Wert als: Onshore Wind erzeugt im Mittel 22% des Maximalwertes – Offshore 43%.

Diese Berechnung ergibt allerdings keine Aussage darüber, wie die Verteilung liegt. Schwankt die Erzeugung stark zwischen den Extrema – oder bewegt sie sich um den Mittelwert?

Die sogenannte Standardabweichung (vergl. Wikipedia) gibt Auskunft über die Abweichung vom Mittelwert, in dem sich rund 2/3 der Beobachtungswerte befinden. In Excel lautet diese Funktion STABW().

Einheit: MW,Prozent Onshore Offshore
STABW 2238 58
STABW/(Max()-Min()) 22 % 37%

Auch hier wieder die Interpretation: Bei einer räumlichen Verteilung der Onshore Erzeugung, wie sie im Gebiet der Tennet TSO gegeben ist, liegen 2/3 der Messungen in einem Bereich von +/- 22% um den Mittelwert von 2208 MW.  Bei der Offshore Einspeisung liegen 2/3 der Messungen in einem Bereich von +/- 37% um den Mittelwert von 68 MW.

Da die Anzahl der Messungen gleich ist (2884 für April 2014), kann man davon ausgehen, dass die Stromerzeugung von Wind an Land, bei einer räumlichen Verteilung – ein insgesamt stetiger, weniger volatil, weniger schwankend, ist.

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Veröffentlicht von Thorsten Zoerner

Seit dem Jahr 2007 beschäftige ich mich mit den Themen Stromnetz und Strommarkt. Parallel dazu entstand ein Blog, um Informationen zu den jeweiligen Themen bereitzustellen. Er ist unter blog.stromhaltig.de zu finden. Über das Thema Energiewirtschaft habe ich bislang drei Bücher veröffentlicht. In meinem 2014 erschienenen Buch zum Hybridstrommarkt beschreibe ich ein Marktdesign, das in Deutschland in das Gesetzespaket Strommarkt 2.0 aufgenommen wurde. Hierbei werden zwei Technologien des Strombezugs vereint: der Hausanschluss mit Bezug bei einem klassischen Stromanbieter und einen alternativen Bezug von erneuerbaren Energien. Die wirtschaftlichen Vorteile für ein solches Marktdesign sind erwiesen. Auch die Digitalisierung beeinflusst die Energiewirtschaft von morgen. Daher habe ich mich intensiv mit dem Thema Blockchain Technologie befasst. Blockchain ist eine Technologie, die den Austausch und die Dokumentation von Daten vereinfachen kann. Daher kann diese Technologie mithilfe der digitalen Möglichkeiten das heutige Energiesystem revolutionieren. Denn damit ist eine automatische Abgleichung von Energieerzeugung und Energieverbrauch möglich. Um zukünftige Herausforderungen und Chancen mitgestalten zu können, habe ich 2017 die Firma STROMDAO gegründet. Dort bin ich Geschäftsführer und möchte dafür sorgen, dass mithilfe der Blockchain Technologie und dem Hybridstrommarkt eine digitale Infrastruktur für die Energiewirtschaft der Zukunft aufgebaut wird. Der STROMDAO Mechanismus zur Konsensfindung für den Energiemarkt unterstützt dabei die Marktkommunikation aller beteiligten Akteure.

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