Ein internationales Rätsel in Stromnetzen ist offenbar gelöst: Ein Team mit Beteiligung der Universität zu Köln führt kurze, regelmäßig wiederkehrende Frequenzabsenkungen auf bestimmte unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) und Batteriespeicher zurück. Die Geräte führen demnach in kurzen Abständen automatische Selbsttests durch. Dabei beziehen viele Anlagen zur gleichen Zeit für einige Sekunden Strom.
Gleichzeitiger Test vieler Anlagen
Die Schwankung tritt nach den Untersuchungsergebnissen einmal pro Minute auf und ist jeweils an dieselbe Sekunde gebunden. Das Muster deutete den Forschenden zufolge auf einen externen Taktgeber hin. Eine Eigenschwingung des Stromnetzes hielten sie deshalb als Erklärung für weniger wahrscheinlich. Die Steuersoftware der beteiligten Systeme sei vielfach über die Uhr synchronisiert. Dadurch können zahlreiche Anlagen gleichzeitig eine kurze Lastspitze auslösen.
- Untersucht wurden zwölf Stromnetze auf fünf Kontinenten.
- Das Phänomen zeigt sich sowohl in großen Verbundnetzen als auch in Inselnetzen.
- Die Intensität nahm besonders seit 2015 zu und erreichte 2020 Höchstwerte.
Beteiligt waren Forschende des Forschungszentrums Jülich, der RWTH Aachen, des Karlsruher Instituts für Technologie, der Universität zu Köln und des Netzbetreibers TenneT. Ihre Studie wurde in der Fachzeitschrift Nature Energy veröffentlicht. Neben Kontinentaleuropa bezog die Untersuchung unter anderem die Stromnetze Islands, Großbritanniens, Skandinaviens, Australiens, Malaysias, Südkoreas und Südafrikas ein. Auch die großen US-Verbundnetze im Osten und Westen sowie Netze auf Mallorca und in Irland wurden betrachtet.
Schwankungen sind messbar, aber nicht automatisch kritisch
Die Frequenz im Stromnetz verändert sich grundsätzlich leicht, weil Einspeisung und Verbrauch fortlaufend aufeinander abgestimmt werden müssen. Die Ausschläge dürfen dabei nicht zu groß werden. Der nun untersuchte „Pulsschlag“ war nach den vorliegenden Forschungsergebnissen bislang nicht sicherheitskritisch für die Stabilität des Netzes. Seine zunehmende Stärke hatte jedoch das Interesse von Netzbetreibern und Forschenden geweckt.
USV-Anlagen sichern elektrische Geräte bei Unterbrechungen der Stromversorgung ab. Die Selbsttests sollen kontrollieren, ob die Stromversorgung weiterhin funktioniert. Dass die Geräte dafür gleichzeitig kurzzeitig Strom beziehen, erklärt nach Einschätzung des Forschungsteams die wiederkehrenden Ausschläge. Der Stromausfall in Spanien und Portugal im April 2025 hatte gezeigt, wie schnell ein Ungleichgewicht in einem Stromnetz zu einem großflächigen Ausfall führen kann.
Die Ergebnisse liefern damit eine Erklärung für ein Signal, das in unterschiedlichen Netzen weltweit beobachtet wurde. Besonders deutlich trat es in großen Verbundsystemen auf, war aber auch in kleineren Inselnetzen messbar.
