Forscher lösen Rätsel um weltweit koordinierte Störungen im Stromnetz

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Ein deutsches Forscherteam deckte auf, dass synchronisierte Ladezustandsprüfungen von internetverbundenen USV- und Batteriesystemen alle 60 Sekunden koordinierte Frequenzabfälle in Stromnetzen weltweit verursachen.

Jahrelang waren Netzmanager weltweit über winzige, koordinierte Frequenzabfälle verwundert, die alle 60 Sekunden in Stromnetzen auftreten. Diese subtilen Einbrüche erschienen gleichzeitig auf mehreren Kontinenten, von Europa über Australien, die USA bis Malaysia, was Experten ratlos machte und Bedenken hinsichtlich der Netzstabilität hervorrief.

Dirk Witthaut und sein Team am Forschungszentrum Jülich in Deutschland führten nach Erhalt des Rätsels vom größten deutschen Übertragungsnetzbetreiber Tennet Germany eine umfangreiche Untersuchung durch. Da die Netzfrequenz präzise innerhalb bestimmter Grenzen gehalten werden muss, um Stromausfälle oder Gerätebeschädigungen zu vermeiden, vermuteten die Forscher zunächst Wasserkraftwerke, die historisch mit sehr niederfrequenten Schwingungen aufgrund von Turbinenresonanzen in Verbindung gebracht werden.

Mit Modellen für das skandinavische Netz fanden sie Bedingungen, unter denen Wasserkraftsysteme eine Resonanz einmal pro Minute verursachen könnten. Solche mechanischen Resonanzen schwanken jedoch typischerweise, anstatt mit der beobachteten Genauigkeit zu persistieren. Die andauernde Natur im Minutentakt deutete auf eine Quelle mit einer genauen Uhrsteuerung hin.

Zur weiteren Untersuchung installierte das Team über 80 intelligente Netzqualitätsmessgeräte auf ihrem lokalen Campus, ausgestattet mit verschiedenen Energiesystemen, darunter Energiespeicher mit Batterien und unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV). Die Daten zeigten, dass Störungen exakt jede Minute ihren Höhepunkt erreichten, was mit Mustern in größeren Netzen übereinstimmte.

Der entscheidende Durchbruch war die Erkenntnis, dass viele stationäre Batterien und USV-Einheiten in Rechenzentren weltweit alle 60 Sekunden synchronisierte Ladezustandsprüfungen durchführen. Da diese Geräte mit dem Internet verbunden sind, sind ihre Uhren nahezu perfekt synchronisiert, was gleichzeitig auftretende kleine Stromstörungen verursacht, die gemeinsam auf weitverzweigten Stromnetzen messbar werden.

Mit Fokus auf Irland, wo Rechenzentren etwa 18 % der Netzlast verbrauchen, analysierten sie Netzdaten von 2016 bis 2021. Sie stellten fest, dass die Amplitude dieser minütlichen Frequenzabfälle sich von 3 auf 12 Milli-Hertz (mHz) vervierfachte, wobei neuere Abfälle über 20 mHz lagen. Obwohl Irlands 50-Hz-Netz Schwankungen bis zu 200 mHz toleriert, besteht die Gefahr, dass die kumulative Wirkung vieler dieser synchronisierten Störungen das System an die Grenze der Instabilität bringt.

Die Forscher schlagen eine einfache Lösung vor: Hersteller sollten Zufallselemente in das Timing der Ladezustandsprüfungen in USV- und netzgroßen Batteriesystemen einführen, um synchronisierte Auswirkungen zu vermeiden. Während USV-Einheiten derzeit die Hauptverursacher sind, könnten ähnliche Effekte von IoT-Geräten entstehen, die häufig synchronisierte Vorgänge ausführen. Diese IoT-Geräte bleiben allerdings oft ungepatcht; weniger als 3 % nutzen die neueste Firmware.

Die globale Natur dieses Phänomens legt nahe, dass regulatorische Maßnahmen internationale Koordination erfordern werden. Obwohl die Ursache nun bekannt ist, wird die Abschwächung dieser subtilen, aber weit verbreiteten Störungen für die zukünftige Netzresilienz essenziell sein.

Quelle: TechCrunch, November 2026.