Seit dem Beginn des 20. Jahrhunderts hat sich für die Stromversorgung die Verwendung von Wechselstrom gegenüber der Verwendung von Gleichstrom durchgesetzt. Der wesentliche Vorteil ist, dass sich die Spannung mittels Transformatoren flexibel und verlustarm entsprechend des Bedarfs erhöhen und vermindern lässt. So treten bei der Stromübertragung über größere Entfernungen geringere Energieverluste auf.

Der Wechselstrom im europäischen Verbundnetz hat eine Frequenz von 50 Hertz (Hz). Die Frequenz ergibt sich aus der Anzahl der Schwingungen pro Sekunde, wobei jede Schwingung eine positive und eine negative Halbwelle mit zwei Nulldurchgängen hat. Daraus folgt, dass die Frequenz von 50 Hz zu 100 Polaritätswechseln führt.

Für eine gleichbleibende Frequenz von 50 Hz müssen sich Stromerzeugung und Stromverbrauch stets die Waage halten. Abweichungen von diesem Gleichgewicht führen zu Frequenzabweichungen, wobei eine verhältnismäßig geringere Stromerzeugung zu einer geringeren Frequenz führt und umgekehrt.

Welche Auswirkungen hat eine Abweichung der Netzfrequenz von 50 Hz?

Damit es zu keinen Beschädigungen von elektrischen Anlagen kommt, muss die Frequenzabweichung minimiert und unterhalb von 0,2 Hz gehalten werden. Bei größeren Abweichungen greifen Schutzmechanismen und trennen Netze und Anlagen vom Verbundsystem.

Für die Einhaltung des Gleichgewichts stehen den verantwortlichen Übertragungsnetzbetreibern (ÜNB) verschiedene Maßnahmen im Rahmen der Regelenergie zur Verfügung. Die Regelenergie setzt sich aus der Primärregelenergie, Sekundärregelenergie und der Minutenreserve zusammen (siehe auch: Bundesnetzagentur - Regelenergie).

Was genau passiert, wenn die Netzfrequenz absinkt?

Aufgrund der vorgehaltenen Regelenergie liegt die Netzfrequenz stabil bei 50 Hz. Für den Fall einer Abweichung vom Sollwert gibt es, innerhalb des Verbundsystems einheitliche Regelungen darüber, welche Maßnahmen wann getroffen werden müssen. Bei unvorhersehbaren Abweichungen sorgt die Regelreserve für einen Ausgleich, damit das Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch gesichert ist. Nähere Informationen über die Regelreserve finden Sie hier. Sobald die kritische Marke von 47,5 Hz unterschritten wird, würden die elektrischen Systeme ausfallen. Für einen solchen Ausfall kann es verschiedene Gründe geben. Dazu zählen u.a. die Naturgewalt, Schäden an Leitungen oder Transformatoren, plötzlich entstehende Laständerungen oder aber die zeitweilig aussetzende Erzeugung. Um dies zu verhindern wird bereits bei geringfügigen Abweichungen von mindestens 0,02 Hz die Primärregelleistung aktiviert, indem die Drehzahl der Generatoren entsprechend angepasst wird, um so der Frequenzabweichung entgegen zu wirken und die Schwankungen aufzufangen. Die Primärregelleistung wird innerhalb von 30 Sekunden bereitgestellt. Jedoch löst die Sekundärregelleistung innerhalb von 5 Minuten die Primärregelleistung ab, weil diese für die Wiederherstellung vom Sollwert verantwortlich ist. Nach vergangenen 15 Minuten wird die „Minutenreserve“ manuell zugeschaltet.