Forscher um den Physiker Dirk Witthaut vom Forschungszentrum Jülich führen eine rätselhafte Schwankung im Stromnetz auf Batterien in unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV) zurück. Viele dieser Anlagen prüfen ihre Akkus zu Beginn jeder Minute, und zwar alle zur selben Sekunde.[1]
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Die Studie erschien am 30. Oktober in der Fachzeitschrift Nature Energy. Das Team fand den Minutentakt in den Frequenzdaten von zwölf Stromnetzen auf fünf Kontinenten, von Island bis zum kontinentaleuropäischen Verbundnetz.[2]
Das Wichtigste in Kürze
- Die Netzfrequenz sinkt weltweit zu Beginn jeder Minute kurz ab.
- Auslöser sind laut Studie Selbsttests von USV-Batterien, deren Uhren über das Internet gestellt werden.
- In Irland, wo Rechenzentren viel Strom verbrauchen, wuchs der Ausschlag zwischen 2016 und 2021 auf das Vierfache.
- Abhilfe schafft ein zufälliger Startzeitpunkt für die Tests.
Woher kommt der Minutentakt im Stromnetz?
Die Netzfrequenz sinkt, sobald der Verbrauch die Erzeugung übersteigt. Der Übertragungsnetzbetreiber Tennet Germany hatte über Jahre beobachtet, dass sie alle 60 Sekunden kurz absackt.[1] „Uns war schnell klar, dass es sich bei der Ursache um etwas handeln muss, das von der Uhr gesteuert wird“, sagt Witthaut.[1]
Den Beleg fand das Team auf dem eigenen Campus. Nur vier Gebäude zeigten das Signal, und alle besitzen eine batteriegestützte USV. An einer Anlage maßen die Forscher jede Minute eine Stromspitze an den Batteriepolen. Der Hersteller bestätigte, dass sein Batteriemanagement dort regelmäßig Selbsttests startet. Die Spitze ließ sich bis zum Anschluss an das 110-Kilovolt-Netz verfolgen. Weil die Geräte ihre Uhren über das Network Time Protocol stellen, laufen viele Anlagen im Gleichtakt.[2]
Wie stark wirkt sich der Effekt aus?
Im kontinentaleuropäischen Netz entspricht ein Ausschlag von 3 Millihertz einer gleichzeitigen Last von etwa 80 Megawatt. Sicherheitskritisch ist das laut den Autoren noch nicht. In Irland, wo Rechenzentren 2022 rund 18 Prozent des Stroms verbrauchten (Deutschland: etwa 3 Prozent), stieg der Abfall von 3 auf 12 Millihertz. Einzelne Einbrüche liegen inzwischen über 20 Millihertz.[2]
Betroffen sind vor allem Wasserkraftwerke: Ihre Turbinen bremsen bei jeder Spitze kurz ab und beschleunigen wieder, das erhöht den Verschleiß.[1] Die skandinavischen Netzbetreiber verschärften deshalb 2023 die Regeln für ihre Regelreserve, 2025 traten dort keine Ausschläge über 10 Millihertz mehr auf. Auf Mallorca wuchs das Signal um rund die Hälfte, nachdem Ende 2019 ein großes Kohlekraftwerk vom Netz ging, dessen Turbinen Schwankungen gedämpft hatten.[2]
Wenn Millionen Geräte nach derselben Uhr gehen, wird ein harmloser Selbsttest zur Last für das ganze Netz.
Michael Dobler, Herausgeber Dr. Web
Die Zahlen
So entsteht der Takt
Was können Rechenzentren und IT-Abteilungen tun?
„Man müsste die Abfragen schlicht zufällig verteilen, statt sie immer zum gleichen Zeitpunkt zu starten“, sagt Witthaut.[1] Nach dem Hinweis der Forscher veröffentlichte der Hersteller der Jülicher USV ein Software-Update, das den starren Minutentakt für einen Teil der Batterien aufhob. Die Selbsttests laufen aber weiter zu festen Zeitpunkten.[2] Die Autoren fanden ähnliche Muster auch bei einem vernetzten Backofen und bei Raspberry-Pi-Clustern. Mit dem Ausbau der Großbatteriespeicher erwarten sie ein stärkeres Signal.[2]
- USV-Hersteller fragen: Klären, wann die Anlage ihre Selbsttests startet, und Firmware-Updates einspielen, die den festen Takt aufheben.
- Eigene Zeitpläne streuen: Wiederkehrende Aufgaben auf Servern mit zufälligem Versatz starten. Der Linux-Dienst systemd bietet dafür die Option RandomizedDelaySec, die Timer-Ereignisse über einen Zeitraum verteilt, um Lastspitzen zu vermeiden.[3]
Die Forscher raten Herstellern, Netzbetreibern und Regulierern, sich früh abzustimmen.[2] Verbindliche Standards für den Zeitpunkt solcher Tests gibt es bisher nicht.[1] Bei Haushaltsgeräten dürfte die Umstellung schwerer fallen als bei großen Speichern, deren Software zentral aktualisiert wird.
Quellen
3 Quellen anzeigenQuellen ausblenden
- Forschungszentrum JülichRätsel um 60-Sekunden-Schwankung in Stromnetzen gelöst, Pressemitteilung
- Carsten Hartmann, Dirk Witthaut u. a.One-minute frequency disturbances from unintended synchronization in cyber–physical power systems, Nature Energy
- systemd-Dokumentationsystemd.timer, Option RandomizedDelaySec, abgerufen am 2. November 2026
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