Warum die Uhren nachgehen

Die Netzfrequenz

Was das mit den Uhren zu tun hat? Dazu muss man ein wenig weiter ausholen. Bevor ich die Thematik laienhaft umreiße, möchte ich euch den Vortrag "Wie man einen Blackout verursacht" von Mathias Dalheimer (">Link zum YT-Video) im Rahmen des 32. Chaos Communication Congress empfehlen, der aus meiner Sicht sehr interessant und schön aufbereitet ist. Nun zu unserem Stromnetz. Generell ist wie beim kleinen Physikexperiment als auch beim großen Stromnetz zu beachten, dass nicht mehr Strom produziert werden sollte, als verbraucht wird und umgekehrt. Hieraus ergibt sich ein Gleichgewicht aus Last und Überproduktion. Wie kann aber erkannt werden, ob sich im Netz momentan zu viel oder zu wenig Energie befindet?

Hierfür wird die Netzfrequenz herangezogen. Diese beträgt bekannterweise in Europa 50 Hz (und in Nordamerika 60 Hz). Die Netzfrequenz kann als Indikator für Leistungsgleichgewichte genutzt werden. Schalten nun z.B. besonders viele Haushalte gleichzeitig ihren Elektroherd ein, so steigt die Last, es wird mehr Energie benötigt und die Netzfrequenz sinkt. Ist das Abendessen fertig und alle schalten ihren Herd aus, wird mehr erzeugt als benötigt wird und die Netzfrequenz steigt. Das lässt sich ziemlich gut mit einer Wage darstellen. Die Netzfrequenz wird natürlich nicht unbeobachtet gelassen. Netzbetreiber reagieren zügig darauf und sorgen mit der Regelleistung, insbesondere mittels Primärregelung, für ein Gleichgewicht und somit einer stabilen mittleren Frequenz. Weiterhin muss man im Kopf haben, dass nicht jedes Land sein eigenes Süppchen in Sachen Stromversorgung kocht, sondern mehrere Staaten sich zu Netzverbünden zusammenschließen, so auch das Europäische Verbundsystem, dem auch Deutschland angehört.

Tipp: Projekte wie Netzfrequenz.info oder netzsin.us zeigen die aktuelle Netzfrequenz an.

Synchronuhren

Was das mit den Uhren zu tun hat? Ganz einfach: viele, besonders einfachere Zeitanzeiger, die mit normalen Strom (also keine Batterie, etc.) betrieben werden, setzen auf Synchronuhren. Diese Art von Uhren setzt als Taktgeber auf die beschriebene Netzfrequenz, läuft also synchron zu ihr und ist dementsprechend abhängig. Diese Abhängigkeit ist eigentlich nicht schlimm - die Uhren laufen in der Regel sehr zuverlässig, auch weil die Netzbetreiber durch die Quartärregelung langfristig auf eine stabile mittlere Netzfrequenz von 50 Hz achten.

Das Problem

In den letzten Wochen gab es mit der Netzfrequenz allerdings Probleme und die Netzfrequenz lag unter 50 Hz. Dies hat im Vergleich zur koordinierten Weltzeit eine Abweichung von gut 5 Minuten ergeben. Swissgrid berechnet diese Abweichung für das Netz und kümmert sich auch um den Ausgleich, wie hier beschrieben.

Als Grund wurde bisher ein Konflikt in Südosteuropa genannt.

Diese Störung ist so noch nicht in der Form vorgekommen und somit ein Lehrstück, welche weitreichenden Auswirkungen eine solche Unausgeglichenheit der Netzfrequenz haben kann.

Korrektur? Lösungen?

Endnutzer müssen übrigens nicht die Uhren nachstellen, da in der nächsten Zeit wie o.g. die Quartärregelung greift, mehr Energie einspeist, die Netzfrequenz zurück auf ein stabiles Mittel von 50 Hz und somit die Uhren wieder auf die "richtige" Zeit bringt. Wer jetzt schon seine Uhr korrigiert, darf also nach dem Ausgleich nochmals nachstellen.

Die gute Nachricht ist aber, dass nicht jede Uhr von der Netzfrequenz abhängt, da wie eingangs schon erwähnt, die Synchronuhr nicht die einzige Uhrenart ist. Als Taktgeber eignet sich z.B. ein Quarzoszillator, der unabhängig von der Netzfrequenz läuft und sich durch seine höhere Genauigkeit, aber auch durch einen höheren Anschaffungspreis, auszeichnet. Oder man synchronisiert die Uhr mit der gesetzlichen Uhrzeit mittels Langwellenfunk wie DFC77 oder über ein Internetprotokoll wie dem NTP.

Weiterführende Links

• Netzfrequnz.info
• Netzsin.us

Quellen

• Mathias Dalheimer: Folien zum CCC-Vortrag
• Heise Online: 1, 2, 3
• Netzfrequenz.info
• sowie alle im Text verlinkten Artikel