Fluktuierende erneuerbare Energien – Wikipedia

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Fluktuierende erneuerbare Energien sind erneuerbaren Energien, wie zum Beispiel Sonnenenergie oder Windenergie, deren Dargebot schwankt, also Fluktuationen unterworfen ist.

Biomasse und geothermische Energie sind regelbar. Wegen fehlender wirtschaftlicher Anreize des Erneuerbaren Energien Gesetzes werden diese Flexibilitäten jedoch in Deutschland kaum genutzt (siehe graphische Darstellung der Fahrweise von Biomassekraftwerken unten).

Bei der Erzeugung von Strom durch Sonnenenergie kann zwar die Leistung reduziert, jedoch nicht erhöht werden; zudem ist Sonnenenergie variabler als Windenergie, jedoch auch besser vorhersagbar.

Windkraftanlagen können bei Bedarf beliebig gedrosselt werden, zudem ist bei modernen drehzahlvariablen Anlagen mit Vollumrichter auch kurzfristig, d. h. für einige Sekunden Leistungserhöhung möglich. Die hierfür benötigte Energie stammt aus der gespeicherten kinetischen Energie von Rotor und Triebstrang, dessen Drehzahl dabei absinkt.^[1] Damit können hinreichend viele Windkraftanlagen mit entsprechender zentraler Anlagensteuerung sowohl bei Über- als auch bei Unterfrequenz im Sekundenbereich zur Frequenzstabilität des Stromnetzes beitragen.

Die Energiegewinnung durch Biomasse besteht aus einem zweiteiligen Prozess, dem Erzeugen und dem Verwerten der Biomasse. Ein Kombinationskraftwerk des Instituts für Solare Energieversorgungstechnik wird zu 100 Prozent durch erneuerbare Energien betrieben, dabei werden Windkraftanlagen und Solaranlagen durch Wasserspeicher und Biomasse unterstützt, wenn dies notwendig ist.^[2]

Windenergie ist von allen variablen Energiequellen am schlechtesten voraussagbar. Netzbetreiber setzen auf eine tägliche Voraussage der Windkraft und des Wetters, um entscheiden zu können, welche Energiequellen am nächsten Tag genutzt werden sollen und welche nicht. Im Falle der Windkraft liegt die Genauigkeit der Vorhersagen bei einem durchschnittlichen unkorrigierten Fehler von 8,8 % in Deutschland über einem Zeitraum von zwei Jahren.^[3]

Bei Wellenkraftwerken wird die Bewegungsenergie von Wellen, die durch Wind erzeugt werden, in elektrische Energie umgewandelt. Die Stärke der Wellen korreliert zwar mit der Windkraft, ist jedoch aufgrund der Masse des Wassers weniger variabel. Windenergie ist proportional zur dritten Potenz der Windgeschwindigkeit, außerdem verhält sich die Wellenenergie proportional zum Quadrat der Wellenhöhe.^[4][5]

Sonnenenergie ist leichter abschätzbar als Windenergie, aber nur tagsüber verfügbar. Beeinflusst wird sie tagsüber durch den Grad der Bewölkung. Windkraft entsteht durch die verschieden starke Erwärmung der Erdoberfläche und kann circa 1 % der Sonnenenergie verfügbar machen.^[6]

Gezeitenenergie ist am besten vorhersagbar im Vergleich zu allen anderen variablen erneuerbaren Energiequellen. Zweimal täglich kommt es zu einer Gezeitenänderung, welche jeden Tag ähnlich stark auftritt. Man geht davon aus, dass 20 % des Energiebedarfs des Vereinigten Königreiches durch Gezeitenenergie gedeckt werden könnten, jedoch gibt es weltweit nur 20 Standorte, an denen die Nutzung von Gezeitenenergie sinnvoll wäre.^[7]

• Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (Hrsg.): Erneuerbare Energien. Systemtechnik, Wirtschaftlichkeit, Umweltaspekte. Springer Vieweg, Berlin / Heidelberg 2013, ISBN 978-3-642-03248-6.
• Martin Kaltschmitt/Wolfgang Streicher (Hrsg.): Regenerative Energien in Österreich. Grundlagen, Systemtechnik, Umweltaspekte, Kostenanalysen, Potentiale, Nutzung, Wiesbaden 2009, ISBN 978-3-8348-0839-4.
• Volker Quaschning: Erneuerbare Energien und Klimaschutz. 3. Auflage. Hanser, München 2013, ISBN 978-3-446-43809-5.
• Volker Quaschning: Regenerative Energiesysteme. 8. Auflage. Hanser, München 2013, ISBN 978-3-446-43526-1.
• Viktor Wesselak, Thomas Schabbach, Thomas Link, Joachim Fischer, Regenerative Energietechnik, 2. erweiterte und vollständig neu bearbeitete Auflage, Berlin/Heidelberg 2013, ISBN 978-3-642-24165-9.

1. ↑ Anca D. Hansen, Müfit Altin, Ioannis D. Margaris, Florin Iov, Germán C. Tarnowski, Analysis of the short-term overproduction capability of variable speed wind turbines. Renewable Energy 68 (2014) 326-336, 326f doi:10.1016/j.renene.2014.02.012.
2. ↑ The Combined Power Plant: the first stage in providing 100 % power from renewable energy. SolarServer, Januar 2008, archiviert vom Original am 14. Oktober 2008; abgerufen am 14. Juni 2014.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.solarserver.de 
3. ↑ On-line Monitoring and Prediction of Wind Power@1@2Vorlage:Toter Link/www.iset.uni-kassel.de (Seite nicht mehr abrufbar, festgestellt im April 2018. Suche in Webarchiven)  Info: Der Link wurde automatisch als defekt markiert. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.
4. ↑ Wind and Waves (Memento des Originals vom 13. September 2012 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.mos.org
5. ↑ Comparing the Variability of Wind Speed and Wave Height Data (Memento des Originals vom 17. Juni 2012 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/energetech.com.au
6. ↑ Wind Turbines: Converting Wind Energy Into Electricity (Memento des Originals vom 15. Mai 2012 im Webarchiv archive.today)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.bluewaterwind.com
7. ↑ Tidal power