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Fluktuation

Tagesgang der fluktuierenden und nichtfluktuierenden Erneuerbren Energien in Kalifornien, USA. Quelle: GRC

Der Begriff Fluktuation (von lat. fluctuare, „hin und her schwanken“) bezeichnet eine (kurzzeitige oder andauernde) Veränderung (Schwankung, Wechsel) von Gegebenheiten und Zuständen. Je nach Bedeutungszusammenhang und Fachgebiet kann Fluktuation unterschiedliche Sachverhalte wiedergeben und diese anderweitig darstellen.

Bedeutung bei den Erneuerbaren

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

Vergleich der einzelnen regenerativen Erzeuger

Biomasse und geothermische Energie sind komplett regelbar. 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. 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^.

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 ist die Genauigkeit der Vorhersagen mit einem durchschnittlichen unkorrigierter Fehler von 8,8 % in Deutschland über einem Zeitraum von zwei Jahren^.

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^.

Sonnenenergie ist leichter abschätzbar als Windenergie jedoch auch variabler, da sie nur tagsüber verfügbar ist. 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^.

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 könnte, jedoch gibt es weltweit nur 20 Standorte, an denen die Nutzung von Gezeitenenergie sinnvoll wäre.