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Netzbildende Energiespeicher: Vom „Follower“ zum „Enabler“ – Wie VSG-Technologie Trägheit und Dämpfung für erneuerbare Netze bereitstellt
- November 3, 2025
Mit zunehmendem Anteil erneuerbarer Energiequellen wie Solar- und Windkraft werden traditionelle Synchronkraftwerke zunehmend ersetzt, wodurch die Rotationsenergie (Trägheit) im Netz abnimmt. Dies führt zu Problemen wie:
Frequenzinstabilität
Reduzierte Netzdämpfung
Höheres Risiko von Netzunterbrechungen bei Störungen
Traditionelle Energiespeicher wirken als netzfolgende Einheiten, die Leistung abhängig von Netzspannung und Frequenz einspeisen oder aufnehmen. Diese Systeme eignen sich zwar für Spitzenlastmanagement oder Energiespeicherung, können jedoch bei hoher Einspeisung erneuerbarer Energien nicht aktiv die Netzstabilität unterstützen.
Hier kommen netzbildende Energiespeicher (Grid-Forming Energy Storage, GFES) ins Spiel.
Vom Follower zum Enabler: Was sind netzbildende Speicher?
Im Gegensatz zu herkömmlichen netzfolgenden Speichern können netzbildende Energiespeicher aktiv Spannung und Frequenz im Netz vorgeben. Sie agieren wie ein Virtueller Synchrongenerator (VSG) und bieten:
Trägheit, um plötzliche Frequenzänderungen abzufedern
Dämpfung, um Netzschwingungen zu unterdrücken
Schnelle Reaktion auf Netzstörungen
Damit wandelt sich der Energiespeicher von einem passiven Follower zu einem proaktiven Netzstabilisierer.
VSG-Technologie: Verhalten von Synchronmaschinen nachbilden
Die Virtuelle Synchrongenerator (VSG)-Technologie ermöglicht es leistungselektronikbasierenden Speichern, die dynamischen Eigenschaften traditioneller Generatoren zu imitieren:
Synthetische Trägheit:
Durch Leistungsanpassung bei Frequenzabweichungen puffern VSGs schnelle Frequenzschwankungen durch erneuerbare Quellen ab.Netzdämpfung:
VSGs sorgen für virtuelle Dämpfung, stabilisieren Schwingungen und verhindern starke Leistungsschwankungen.Spannungsunterstützung:
Netzbildende Speicher können lokal die Spannung regeln und schwache Netze oder Microgrids stabilisieren.
Diese Fähigkeiten sorgen dafür, dass hoch erneuerbare Netze stabil, widerstandsfähig und reaktionsfähig bleiben.
Vorteile von netzbildenden Speichern mit VSG
Verbesserte Frequenzstabilität
GFES können bei Frequenzabweichungen schnell Leistung einspeisen oder aufnehmen, wie ein virtueller Schwungrad-Effekt. Dies reduziert das Risiko von Lastabwürfen und sichert den Betrieb bei hoher Einspeisung erneuerbarer Energien.
Optimierte Dämpfung von Schwingungen
VSG-fähige Speicher mindern Schwingungen zwischen Generatoren oder erneuerbaren Quellen und verhindern Instabilität in schwachen Netzen oder Übergangsphasen.
Nahtlose Integration erneuerbarer Energien
Durch Bereitstellung von synthetischer Trägheit und Dämpfung ermöglicht GFES höhere Anteile von Solar- und Windenergie, ohne die Netzzuverlässigkeit zu gefährden.
Black-Start-Fähigkeit
Netzbildende Energiespeicher können ein totales Netz unabhängig starten, indem sie Spannung und Frequenz vorgeben – entscheidend für Microgrids und Inselnetze.
Flexible Steuerung und Skalierbarkeit
Fortschrittliche Steueralgorithmen erlauben GFES-Systemen, Trägheits- und Dämpfungsparameter dynamisch an Netzbedingungen anzupassen – geeignet für Großkraftwerke und verteilte Anwendungen.
Anwendungen in modernen Stromnetzen
Hoch erneuerbare Übertragungsnetze:
Stabilisierung des Netzes, wenn konventionelle Generatoren offline sind.Industrielle Microgrids:
Versorgung sensibler Lasten mit stabiler Frequenz und Spannung.Autarke erneuerbare Systeme:
Ermöglicht vollständig erneuerbaren Betrieb ohne Synchronmaschinen.
Fazit: Energiespeicher als Netzstabilisator transformieren
Netzbildende Energiespeicher mit VSG-Technologie wandeln Energiespeicher von passiven Netzfolgern zu aktiven Netz-Enablern. Durch Bereitstellung von synthetischer Trägheit, Dämpfung, Spannungsunterstützung und Black-Start-Fähigkeit sind sie entscheidend für die Stabilität hoch erneuerbarer Netze und die globale Energiewende.
Für Versorgungsunternehmen und Industriebetreiber, die zuverlässige, widerstandsfähige und flexible erneuerbare Integration benötigen, ist VSG-unterstützter netzbildender Speicher die Schlüsseltechnologie für das Stromnetz der nächsten Generation.