Brownout

In mehreren Artikeln auf dieser Internetseite wurde das Thema Blackout behandelt, der durch einen weitreichenden Systemzusammenbruch einen plötzlichen ungeplanten sowie in der Regel dauerhaften und flächendeckenden Stromausfall bedeutet. Wird im Gegensatz dazu eine solche elektrische Versorgungsunterbrechung vom verantwortlichen Netzbetreiber geplant und durchgeführt, so spricht man von einem sogenannten Brownout, der in diesem Beitrag vorgestellt werden soll.

Im Artikel „Stromausfälle in Deutschland“ wurden die zugehörigen Ursachen verschiedenen Bereichen für ungeplante Unterbrechungen der Elektrizitätsversorgung in Form von atmosphärischen Einwirkungen, Höherer Gewalt, Zuständigkeit des Kraftwerks- oder Netzbetreibers, Einwirkungen Dritter sowie Rückwirkungsstörungen zugeordnet. Darüber hinaus ist eine Einteilung dieser Störungen in elektrischen Energienetzen auch nach der zeitlichen Dauer möglich.

So wird beispielsweise ein (sehr) kurzzeitiger Ausfall der Stromversorgung für die Dauer von nur wenigen Sekundenbruchteilen als sogenannter Netzwischer bezeichnet. Die spezifischen Reaktionszeiten betragen hier in der Regel unter 0,05 Sekunden, so dass die Sollwerte von Spannung und Frequenz im betroffenen Elektrizitätsnetz durch die vorhandenen MSR-Schutzmaßnahmen und Sicherheitseinrichtungen sowie Netzersatzanlagen, Notstromaggregate oder Speicherkraftwerke somit ohne dauerhafte Unterbrechung der Stromversorgung durch Regelleistung automatisch wiederhergestellt werden können. Als mögliche Ursachen hierfür kommen zum Beispiel Blitzeinschläge, Erdschlüsse oder Schaltfehler in Umspannwerken in Frage.

Weiterhin ist eine Kategorisierung nach der Planbarkeit der eingetretenen Versorgungsunterbrechung denkbar, die einerseits planbare bzw. geplante sowie andererseits unplanbare bzw. ungeplante Stromausfälle voneinander unterscheidet. Letzteres wird als Blackout („Schwarzfall“) bezeichnet, da dieser plötzlich und unkontrolliert und somit ungeplant bzw. unplanbar eintritt. Dagegen handelt es sich um einen Brownout („Braunfall“, engl. auch: (voltage) sag = Spannungseinbruch), wenn der zuständige Betreiber des Übertragungsnetzes den Strom absichtlich und kontrolliert und somit geplant bzw. planbar abschaltet. Ein Brownout ist die Vorstufe eines Blackouts und eine mögliche Folge des vorgenannten Netzwischers; jedem Blackout geht somit ein Brownout voran.

Dabei werden wie zum Beispiel derzeit in Frankreich zwecks lokaler Begrenzung und zur Vermeidung von Versorgungsengpässen bzw. zur Systemstabilisierung stets nur einzelne Regionen von der Energieversorgung und nur für einige Zeit (bis zu einigen wenigen Stunden) abgetrennt. Diese systematische temporäre Abschaltung von Verbrauchern („Lastabwurf“) kann auch je nach Kundengruppe (Haushalte, Gewerbe, Industriebetriebe) erfolgen und wird in der Regel rollierend bzw. seriell, das heißt nacheinander, vorgenommen, um die Auswirkungen auf die abgeschalteten Regionen und / oder auf die betroffenen Kundengruppen so gering wie möglich zu halten. Einen solchen Brownout kann der Netzbetreiber bei einem zu großen Lastüberschuss (= Strommangel und somit Unterspannung im Elektrizitätsnetz) veranlassen, wenn durch alle in der jeweiligen Regelzone befindlichen Erzeugungseinheiten aus unterschiedlichen Gründen zu wenig Strom produziert wird, um die insgesamt nachgefragte Verbrauchsmenge zu decken.

Er kann – ähnlich wie bei vom Transportnetzbetreiber bzw. von der Bundesnetzagentur angeordneten Redispatcheingriffen – vor allem in der kälteren Jahreszeit und somit insbesondere im Januar und Februar oder auch bei länger anhaltenden sogenannten Dunkelflauten bzgl. der Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien (Windkraft / Photovoltaik) mit der möglichen Folge einer zu großen Lastunterdeckung und gleichzeitig nicht mehr möglichem Stromzukauf über die Energiemärkte erfolgen. Ziel ist die Vermeidung eines Blackouts durch die augenblickliche Bedarfsreduktion und die damit einhergehende wiederhergestellte vollständige Deckung der Nachfrage an Strom durch das verfügbare Angebot aller in das Netz einspeisenden Kraftwerksanlagen.

Auf behördlicher Ebene wird diese gezielte Maßnahme, von der Kritische Infrastrukturen als sensible bzw. systemrelevante Einrichtungen ausgenommen sind, von der Bundesnetzagentur sowie vom Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe überwacht. Der Name Brownout rührt von der abnehmenden Lichtstärke bzw. -farbe bei einem kurzzeitigen Spannungseinbruch im Netz der Endverbraucher her, der das flackernde (Spannungsschwankungen) oder nur noch schwache Licht (Niederspannung) einer Glühbirne bräunlich erscheinen lässt (Bildquelle: Electrical Plus LLC).