Stromnetz-Phänomen geklärt:
Der heimliche 60-Sekunden-Takt der Welt

Ein mysteriöses Phänomen beschäftigt den Energiesektor seit Jahren: Alle 60 Sekunden kommt es zu einem plötzlichen Frequenzabfall in Stromnetzen weltweit. Nun haben deutsche Forscher das Rätsel gelöst.

Rätselhafte Spitzen im Stromnetz

Ein Team des Forschungszentrums Jülich konnte jetzt ein Rätsel lösen, das den Energiesektor seit Jahren beschäftigt. Alle 60 Sekunden kommt es in Stromnetzen weltweit zu einer mysteriösen Leistungsspitze. Gemeinsam mit Wissenschaftlern der Universität Köln und des Karlsruher Instituts für Technologie suchten die Forscher nach der Ursache für ein kurzzeitiges, aber sehr regelmäßiges Absinken der Netzfrequenz. Der Übertragungsnetzbetreiber Tennet hatte den minutengenauen Anstieg des Strombedarfs bereits über Jahre hinweg beobachtet.

Um einen solchen Effekt über ein derart großes Verbundnetz auszulösen, müssen unzählige Geräte exakt zum gleichen Zeitpunkt ihren Verbrauch erhöhen. Sicherheitskritisch für die Netzstabilität ist die Spitze zwar nicht, die Schwankungen sind aber deutlich messbar.


Die in der Fachzeitschrift Nature Energy veröffentlichten Untersuchungsergebnisse liefern nun die Erklärung. Verantwortlich sind massenhaft installierte Batteriespeicher, die im Minutentakt ihren Ladezustand abfragen. Diese Systeme dienen vor allem zur unterbrechungsfreien Stromversorgung und sind insbesondere an gewerblich genutzte Computersysteme angeschlossen.

Detektivarbeit auf dem Campus

Die entscheidenden Hinweise lieferten Messungen im Living Lab Energy Campus in Jülich. Die Forscher brachten an 80 Endgeräten Messpunkte an. An den Standorten der großen Batteriespeicher für die Notstromversorgung zeigte sich exakt das zuvor beobachtete periodische Muster im Stromverbrauch. Laut Studienautor Dirk Witthaut entsteht am Anfang jeder Minute eine kurze Stromspitze, da die Batterien erstaunlicherweise genau dann alle auf einmal ihre Systemabfrage durchführen. Die Schwankung zu Beginn jeder Minute lässt sich in Stromnetzen weltweit beobachten Da es für solche Statusabfragen keine einheitlichen Normen gibt, haben die Hersteller das Intervall offenbar unabhängig voneinander auf exakt 60 Sekunden festgelegt. Als Startpunkt wurde in den meisten Fällen dabei zufällig der Beginn der Minute gewählt. Die Forscher schließen nicht aus, dass auch andere digital gesteuerte Verbraucher wie Wärmepumpen, Waschmaschinen oder Klimaanlagen zu dem Phänomen beitragen.

Verschleiß an Kraftwerken steigt

Die regelmäßigen Schwankungen sind zwar nicht kritisch im Hinblick auf die Netzstabilität, dennoch haben sie spürbare Folgen für die Energieerzeugung. Wasserkraftwerke passen aufgrund des Phänomens die Drehgeschwindigkeit ihrer Turbinen im Minutentakt an, was durch ständiges Abbremsen und Beschleunigen den mechanischen Verschleiß erhöht. Mit dem Ausbau von Speichertechniken könnten solche Probleme zudem weiter zunehmen. In Irland machen Rechenzentren mit großen Batteriespeichern rund ein Fünftel des Strombedarfs aus. Dort hat sich die Amplitude des Signals zwischen 2016 und 2021 vervierfacht.

Die Lösung des Problems wäre laut Witthaut denkbar einfach. Die Statusabfragen der Batterien müssten lediglich zufällig verteilt werden, anstatt sie starr zum Minutenbeginn zu starten. Mit einer entsprechenden technischen Regelung ließe sich die Leistungsspitze im Stromnetz glätten. Vermutlich muss dazu jedoch die Politik tätig werden und entsprechende Normen und Vorschriften etablieren. Besonders im Hinblick auf den gerade stattfindenden massiven Ausbau von Rechenzentren wäre ein baldiges Handeln womöglich sinnvoll.

Was denkt ihr über dieses 60-Sekunden-Phänomen? Sollten Hersteller hier zu anderen Standards verpflichtet werden oder reicht eine freiwillige Anpassung? Schreibt eure Meinung in die Kommentare!

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