Solarmodule und Technikschränke in einem Solarpark. (Bildquelle: Giant Asparagus / Pexels)

Die regelmäßigen Leistungsspitzen im europäischen Stromnetz machen Wasserkraftwerken zu schaffen: Ihre Turbinen werden im Minutentakt kurz abgebremst und müssen anschließend wieder beschleunigen – das erhöht den Verschleiß. Sicherheitskritisch sind die bislang beobachteten Schwankungen nicht.

Als wesentlichen Auslöser haben Forscher um Dirk Witthaut vom Forschungszentrum Jülich zeitlich synchronisierte Software-Routinen in batteriebasierten Notstromanlagen identifiziert. Der Netzbetreiber Tennet Germany hatte die ungewöhnlich regelmäßigen Frequenzeinbrüche über Jahre beobachtet. Die Ergebnisse erschienen am 30. Oktober 2026 in Nature Energy.

Solche Notstromanlagen sollen beispielsweise Rechenzentren bei einem Stromausfall weiter versorgen. Ihre Steuerung überprüft regelmäßig den Zustand der Akkus und benötigt dabei für einen kurzen Moment zusätzliche elektrische Leistung.

Warum die volle Minute entscheidend ist

Problematisch ist der Zeitplan der Prüfungen: Bei mehreren untersuchten Anlagen starten sie im Abstand von exakt 60 Sekunden, teils kurz nach Beginn jeder neuen Minute. Ihre internen Uhren können über das Netzwerk synchronisiert werden.

Laufen viele Prüfungen nahezu gleichzeitig, addiert sich ihr Strombedarf. Das verursacht keine dauerhaft höhere Nachfrage, sondern eine kurze Leistungsspitze. Weil Stromerzeugung und Nachfrage im Gleichgewicht bleiben müssen, sinkt die Netzfrequenz dabei kurz ab. Der europäische Stromverbund arbeitet normalerweise mit 50 Hertz.

Ein einzelner Test würde kaum auffallen. Erst die Gleichzeitigkeit macht den Software-Zeitplan im Stromnetz messbar.

Zur Größenordnung: Eine periodische Frequenzschwankung mit einer Amplitude von drei Millihertz (0,003 Hertz) entspricht im kontinentaleuropäischen Verbundnetz rechnerisch einem Leistungsungleichgewicht von rund 80 Megawatt.

Das Phänomen ist auch nicht auf Europa beschränkt: Die Forscher fanden das Minutenmuster in zwölf Stromnetzen auf fünf Kontinenten.

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Vier Gebäude verrieten die Ursache

Um den Auslöser aufzuspüren, wertete das Team Messdaten vom Jülicher Forschungscampus aus. In vier Gebäuden war das regelmäßige Signal deutlich zu erkennen. Alle vier verfügten über batteriebasierte unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV). In den untersuchten Gebäuden ohne solche Anlagen trat das Minutenmuster nicht auf.

Bei einer USV konnten die Forscher die Stromspitzen direkt am Akku nachweisen. Der Hersteller bestätigte, dass automatische Selbsttests der Batteriesteuerung dahinterstecken. Über mehrere Transformatoren ließ sich das Signal bis zum Anschluss an das öffentliche 110-Kilovolt-Netz verfolgen.

Auch die Geräteuhr spielt eine Rolle: Als das Team die Zeitsynchronisierung einer Anlage testweise deaktivierte und wieder aktivierte, veränderte sich der Zeitpunkt ihrer Stromspitzen. Damit wurde der Zusammenhang zwischen Software-Zeitplan und Leistungsbedarf sichtbar.

Eine Software-Änderung könnte helfen

Die bisherigen Schwankungen gelten zwar nicht als sicherheitskritisch, ihre Auswirkungen auf die Wasserkraftwerke sind jedoch bereits messbar. Das wiederholte Abbremsen und Beschleunigen der Turbinen erhöht den Verschleiß.

Mit mehr Batteriespeichern und Rechenzentren könnte der Effekt zunehmen. Zugleich nimmt die Zahl klassischer Kraftwerksgeneratoren ab, deren rotierende Massen das Stromnetz gegenüber plötzlichen Laständerungen stabilisieren.

Welche Bedeutung solche Kraftwerke für die Stromversorgung haben, zeigte sich auch beim Blackout in Spanien im April 2025. Wie Gas- und Pumpspeicherkraftwerke anschließend beim Wiederaufbau des Netzes halfen, lest ihr in unserem Bericht über den Neustart des spanischen Stromnetzes.

Die Forscher empfehlen deshalb, Selbsttests zeitlich zu verteilen – etwa durch zufällige Startzeiten statt eines festen Minutentakts. Bei einem untersuchten Batterieblock hat der Hersteller bereits ein Software-Update eingespielt, das die strenge Periodik der Stromspitzen aufhob. Einzelne Prüfungen finden allerdings weiterhin zu festen Zeiten statt.

Damit ist das Problem noch nicht vollständig behoben: Solange viele Geräte gleichzeitig Leistung abrufen, müssen Wasserkraftwerke die dadurch entstehenden Schwankungen weiter ausgleichen – und ihre Turbinen werden zusätzlich belastet.