Während die „Dunkelflaute“ längst als kritisches Szenario in der Energieversorgung bekannt ist, rückt ihr meteorologisches Gegenstück zunehmend in den Fokus: die Hellbrunn. Gemeint ist eine Wetterlage mit gleichzeitig hoher Wind- und Solarstromproduktion. Was zunächst nach einem Idealbild der Energiewende klingt, stellt die öffentlichen Stromnetze zunehmend vor enorme Herausforderungen. Mögliche Folgen sind Überproduktion, negative Strompreise und Engpässe im Netzbetrieb.
Was ist eine Hellbrise?
Der Begriff Hellbrise stammt aus der Energiewirtschaft und bezeichnet eine Wetterlage mit viel Sonneneinstrahlung und gleichzeitig starkem Wind. Diese Kombination führt in einem Energiesystem mit hohem Anteil an erneuerbaren Energien zu außergewöhnlich hohen Einspeisemengen – oft mehr, als tatsächlich nachgefragt oder vom Stromnetz aufgenommen werden kann. So führt die Hellbrise, im Gegensatz zur Dark doldrums, zu einer Stromüberproduktion.
Die Hellbrise tritt meist im Frühjahr oder Herbst auf. Wenn an Wochenenden oder Feiertagen der Stromverbrauch durch Industrie und Gewerbe gering ist, die Sonne bei niedrigen Temperaturen hoch steht und der Wind kräftig weht, kommt es zu diesem Phänomen. Dann übersteigt das Energieangebot die Nachfrage oder es entsteht zu viel Strom zur falschen Zeit am falschen Ort. Somit wird die Hellbrise in Deutschland zunehmend vom Ausnahmefall zur systemischen Herausforderung.
Auswirkungen einer Hellbrise auf das Stromsystem
Das Stromüberangebot während einer Hellbrise wirkt sich in mehrfacher Hinsicht auf das Stromsystem und die Netzstabilität aus:
Überproduktion & Stromüberschüsse
In Hellbrise-Phasen kann die Einspeisung aus Erneuerbaren kurzfristig den Bedarf um ein Vielfaches übersteigen. Dabei besteht die Gefahr von Instabilitäten bis hin zu Blackouts, weil Stromnetze auf sofortigen Ausgleich von Erzeugung und Verbrauch angewiesen sind, um die Netzfrequenz stabil zu halten. Der Stromüberschuss muss daher entweder exportiert, gespeichert oder abgeregelt werden. Letzteres geschieht häufig durch den Redispatch, bei denen insbesondere Windkraftanlagen in Norddeutschland und vermehrt auch steuerbare PV-Anlagen abgeschaltet werden – mit entsprechenden Folgekosten.
Negative electricity prices
Wenn das Angebot an Strom die Nachfrage am Spotmarkt deutlich übersteigt, entstehen negative Strompreise an den Börsen. Das bedeutet: Nichtabregelbare Stromerzeuger müssen unter Umständen Geld zahlen, damit ihnen der Strom abgenommen wird und Betreiber von EEG-geförderten Anlagen erhalten während dieser Stunden keine Einspeisevergütung. Im Jahr 2024 gab es beispielsweise rund 457 hours mit Strompreisen bei oder unter 0 EUR/kWh, was etwa fünfmal häufiger war als das Auftreten einer Dunkelflaute. Prognosen gehen davon aus, Hellbrisen in Zukunft noch deutlich häufiger auftreten könnten – laut einer Studie des Öko-Instituts möglicherweise bis zu 40 % der Jahresstunden im Jahr 2045.
Netzengpässe und Lastverlagerung
Das aktuelle Stromnetz ist noch immer nicht darauf ausgelegt, große Strommengen aus den windreichen Regionen im Norden und den solaren Spitzen aus dem Süden effizient dorthin zu transportieren, wo sie gebraucht werden. Die Folge sind regionale Netzengpässe, die den Transport erneuerbaren Stroms verhindern – obwohl theoretisch ausreichend Energie verfügbar wäre. Ohne ausreichenden Netzausbau entstehen daraus systemkritische Situationen, die auch die Security of supply beeinträchtigen können. Experten beziffern den notwendigen Ausbau auf etwa 700 Milliarden Euro.
Die Hellbrise setzt die Netzstabilität unter Druck
Die Hellbrise stellt das Stromnetz nicht nur vor logistische Herausforderungen, sondern auch vor physikalische Grenzen. Denn ein Überangebot an erneuerbarem Strom wirkt sich direkt auf die Netzstabilität aus – insbesondere auf die Frequenzhaltung, Spannungsregelung und Systemführung.
50 Herz auch bei hoher Einspeisung
Das europäische Stromnetz muss konstant mit einer Netzfrequenz von 50 Hertz betrieben werden. Diese Frequenz ist ein empfindlicher Indikator für das Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch. Während ein Strommangel zu einem Frequenzabfall führt, kann eine Hellbrise zu einem Frequenzanstieg führen – vor allem, wenn Einspeisung und Last nicht engmaschig koordiniert werden. Automatisierte Schutzmechanismen und Primärregelleistung müssen in solchen Fällen rasch eingreifen, um Netzschäden zu vermeiden.
Spannung und Blindleistung bei einer Hellbrise
Neben der Frequenz ist auch die Voltage regulation eine zentrale Aufgabe im Netzbetrieb. Bei sehr hoher dezentraler Einspeisung kann es zu lokalen Spannungserhöhungen kommen, sofern keine flexiblen zuschaltbaren Verbraucher existieren. Zudem fehlt es häufig an regelbarem Reactive current resp. Blindleistung, die zur Stabilisierung des Stromflusses notwendig ist. Konventionelle Kraftwerke, die diese Leistungen bereitgestellt haben, sind in Hellbrise-Phasen oft gar nicht am Netz. Ersatz durch neue Technologien wie beispielsweise Large-scale battery storage mit Netzstützfunktion sind noch nicht flächendeckend im Einsatz.
Komplexere Systemführung
Je mehr volatile Erzeuger gleichzeitig hohe Leistungen einspeisen, desto komplexer wird das Lastmanagement für die Netzbetreiber. Der Bedarf an vorausschauender Planung, Echtzeitdaten, automatisierten Schaltvorgängen und regionaler Koordination steigt massiv. Verteilnetzbetreiber geraten dadurch zunehmend in eine aktive Rolle – weg von der passiven Stromverteilung hin zum aktiven Netzbetrieb mit Echtzeitregelung.
Perspektiven & Lösungen bei Hellbrisen
Um die Hellbrise nicht als Risiko, sondern als Chance für die Energiewende nutzen zu können, braucht es strukturelle Anpassungen auf mehreren Ebenen. Netze, Märkte und Technologien müssen in der Lage sein, große Mengen erneuerbaren Stroms flexibel und effizient zu integrieren.
Netzausbau & Netzoptimierung
Ein zentraler Baustein ist der bedarfsgerechte Ausbau der Stromnetze, insbesondere der Übertragungsleitungen zwischen Nord- und Süddeutschland. Neben neuen Trassen gewinnen jedoch auch intelligente Netztechnologien an Bedeutung: Engpassmanagement, regelbare Ortsnetztransformatoren, automatisierte Schalttechnik und digitale Netzführung können bestehende Infrastrukturen effizienter ausnutzen. Auch der grenzüberschreitende Stromhandel hilft, Erzeugungsspitzen über nationale Märkte hinweg auszugleichen.
Flexible Nachfrage & mehr Speicher
Um die Stromüberschüsse aus einer Hellbrise sinnvoll zu nutzen, sind verschiedene Ansätze in Diskussion und Umsetzung. Diese Technologien unterstützen dabei, das Netz zu entlasten und Erzeugungsspitzen in Verbrauch umzuwandeln:
- Batteriegroßspeicher für kurzfristige Netzdienste und Ausbau von weiteren Pumpspeicherkraftwerken
- Power-to-X-Technologien wie Elektrolyseure zur Wasserstoffproduktion
- Demand Side Management, also die zeitliche Verschiebung von Stromverbrauch durch intelligente Steuerung (z. B. bei industriellen Prozessen, Wärmepumpen oder Ladeinfrastruktur)
Chancen für Sektorenkopplung
Ein entscheidender Hebel liegt in der Verknüpfung verschiedener Energiesektoren. Die intelligente Sector coupling zwischen Strom, Wärme, Mobilität und Industrie ermöglicht eine bedarfsgerechte Nutzung der Energie, wo sie gerade gebraucht wird. Dabei ist diese Verbrauchsoptionen darüber hinaus äußerst flexibel und netzdienlich. Dazu zählen die Kombinationen aus:
- Power-to-X-Technologien (Power-to-Heat, Power-to-Gas, Power-to-Liquid)
- Ladeinfrastrukturen für E-Fahrzeuge
- energieintensive industrielle Prozesse mit Elektroenergieeinsatz
- Wärmespeicherung
Marktanreize & Preissignale bei Hellbrisen
The German electricity market selbst muss besser auf Hellbrise-Phasen reagieren können. Die jüngst eingeführten dynamischen Stromtarife in Deutschland setzen hierzu bereits erste Anreize. Zeitvariable Netzentgelte oder lokale Börsenpreise sind weitere Optionen, die in die gleiche Richtung zielen. Aktuell fehlen allerdings noch starke dynamische Preissignale, die auch flexible Verbraucher motivieren, Strom zu Zeiten hoher Verfügbarkeit gezielt zu nutzen. Eine weitere Möglichkeit, überschüssige Erzeugung in Echtzeit zu aktivieren oder abzuregeln, bieten kurzfristige und regionale Flexibilitätsmärkte. Die Auswirkungen werden zurzeit in Modellregionen erprobt.
Hellbrise – das Wetterphänomen mit Systemrelevanz
Die Hellbrise ist ein neues, aber zunehmend relevantes Phänomen der Energiewende. Sie ist ein Stressmoment für das Stromsystem. Was zunächst wie ein Idealzustand erscheint, entpuppt sich bei genauerem Hinsehen als Herausforderung: Netzüberlastung, negative Strompreise und komplexes Systemmanagement verdeutlichen, dass Überfluss genauso kritisch sein kann wie Mangel. Die Hellbrise wird häufiger auftreten und zeigt, wie wichtig der Ausbau von Speichern, flexiblen Verbrauchern und Netzinfrastruktur ist. Bei einer sinnvollen Integration und Kombination wird sie aber vom Risiko zum Eckpfeiler einer stabilen, klimafreundlichen Energieversorgung.