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Was braucht man eigentlich für einen Smart Grid?

Was Braucht Man Eigentlich Für Einen Smart Grid?

Der Smart Grid: Eine Frage der Architektur

Die deutsche Energielandschaft befindet sich seit Jahren im Umbruch. Mit dem Ausstieg aus der Atomenergie und der Energiewende wurden die Grundsteine für einen nachhaltigen Umbau der Erzeugung gelegt. Und durch neue Erzeugungsarten sind nun auch immer mehr Unternehmen und Verbraucher in der Lage, ihren Strom selbst zu produzieren.

Leider kommt Strom nicht einfach „aus der Steckdose“, wie man so schön sagt. Gerade in Deutschland haben wir ein ausgeklügeltes, leistungsstarkes Stromnetz, das den Strom zuverlässig in die Haushalte bringt. Mit durchschnittlich unter 20 Minuten Stromausfall je Verbraucher ist Deutschland sogar Jahr für Jahr Spitze im europäischen Vergleich. Damit das so bleibt, muss sich in Zukunft jedoch einiges ändern, denn mit den neuen Erzeugungsarten benötigen wir auch ein Netz mit neuen Funktionen: ein intelligentes Netz. Doch was heißt das eigentlich? Was muss der Smart Grid können?

Bild vom Schema des Smart Grids

Die Dezentralisierung der Energielandschaft fordert das Netz

Der Smart Grid verändert das deutsche Stromnetz grundlegend in seiner Funktionsweise. Und das muss er auch, denn die Energielandschaft ist im Wandel.

„Früher war alles einfacher.“ Große Kraftwerke produzierten Strom aus Atomenergie oder fossilen Energieträgern wie Öl und Kohle. Diese Energie versorgte Haushalte in großen Gebieten und musste daher nur in eine Richtung fließen: Vom Kraftwerk zum Verbraucher. Die weitgehend zentrale Produktion konnte an der Nachfrage ausgerichtet und bei Abweichungen ausgeglichen werden. Doch das verändert sich heute grundlegend.

Energiewirtschaft

Im neuen Strommarkt wird alles dezentralisiert. Zu den großen Kraftwerken gesellen sich jede Menge Windparks, Solaranlagen, Blockheizkraftwerke und Co. Erneuerbare Energien werden erzeugt – und zwar nicht nur von großen Energieversorgern, sondern auch von Konzernen und Verbrauchern. Am Strommarkt gibt es immer mehr kleinere „Prosumenten“, während die zentrale Produktion aus den „alten“ Energieträgern abnehmen soll.

Damit kann die Stromproduktion nicht mehr zentral gesteuert werden und die Akteure, die am Netz teilnehmen, müssen viel stärker interagieren, um eine zuverlässige Versorgung zu gewährleisten. Denn dort, wo Überschüsse erwirtschaftet werden, muss Strom zu Gebieten fließen, in denen die Produktion zum selben Zeitpunkt defizitär ist. Oder der Überschuss wird in neuen Speichersystemen, von kleinen Hausbatterien bis zu riesigen Pumpspeicherkraftwerken, gelagert – oder eben wieder abgegeben. Der Strom fließt nicht mehr eine Einbahnstraße entlang, sondern in beide Richtungen. Und ständig werden Informationen darüber benötigt, wo wieviel Strom produziert und verbraucht wird, wie das Netz ausgelastet ist und welche Speicher wieviel Energie lagern.

Ein intelligentes Verteilnetz muss also vor allem kommunizieren. Und zwar müssen alle Geräte und Akteure, die daran angeschlossen sind, miteinander in Kontakt stehen. Dafür braucht es eine gründliche Modernisierung der Netzarchitektur.

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https://www.youtube.com/watch?v=JwRTpWZReJk

Der Smart Grid: Erklärt vom U.S. Department of Energy

Der Smart Grid

Um ein Netz hinzubekommen, das wirklich intelligent ist, muss an vielen Punkten angesetzt werden. Die gesamte Architektur ist zu betrachten, die mehr Bestandteile umfasst, als nur das Netz an sich. Darunter sind Kraftwerke, Speicher, Steuereinrichtungen, Ortsnetzstationen, große Verbraucher aus der Industrie, aber auch alle „normalen“ Haushalte und alle „kleinen“ Erzeuger. Diese sollen über IKT-Systeme dazu in die Lage versetzt werden, miteinander Informationen zu tauschen und ihren Betrieb automatisiert und flexibel auf Basis dieser Informationen anzupassen.

Um ein solches Netz zu etablieren, sind mehrere Maßnahmen notwendig, die allesamt recht umfassend wären und unterschiedlich ausgestaltet werden könnten. Nur drei Beispiele:

1

Intelligente Messsysteme

Um den Netzzustand, dessen Auslastung sowie Erzeugungs- und Verbrauchssituation in Echtzeit messen zu können, müssen entlang des Netzes – und vor allem an kritischen Punkten – intelligente Messsysteme installiert werden. Die erfassten Daten müssen in Steuerzentralen gesammelt und an die Netzteilnehmer und -betreiber verteilt werden. Sie fungieren als Steuersignale und beeinflussen das Verhalten ihrer Empfänger. Sie halten nicht nur Stromverbrauch fest, sondern auch weitere Daten, die den Netzbetreibern helfen, Erzeugung, Verbrauch und Netzauslastung größtenteils automatisiert aufeinander abzustimmen.

2

Automatisierung

Messsysteme lassen sich nicht nur in Form von Sensoren entlang des Netzes installieren, sondern auch in Form von Smart Metern bei Verbrauchern und Firmen. Es gibt mittlerweile auch auf kleinster Ebene eine Vielzahl „smarter“ Geräte und Systeme, die auf diese Signale reagieren können und sich automatisiert regulieren – vom Fernseher bis zur Klimaanlage oder Heizung. Aber auch auf größerer Ebene kann der Betrieb des Netzes automatisiert werden. In diese Infrastruktur müssen beispielsweise Energiespeicher und Elektroautos integriert werden, aber auch Großkraftwerke, die einen Lastausgleich schaffen können.

3

IT-Sicherheit

Besonders für die gesellschaftliche Akzeptanz ist es wichtig, bei den vielen anfallenden (Verbraucher-)Daten eine Datensicherheit herzustellen, die durch Mindestanforderungen an die Systeme gewährleistet wird. Dazu zählen technische Spezifikationen, Standards und Normen, die dafür sorgen sollen, dass der Datenschutz nicht auf der Strecke bleibt.

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Christoph Erle

Mein Name ist Christoph Erle und ich betreue bei Management Circle die Blogs zu Personalwesen, Banken, Energiewirtschaft und Handelsmarken. Als langjähriger Freund des Netzes und Content-Marketing-Spezialist wollte ich mir die Chance nicht nehmen lassen, bei einem renommierten Veranstalter den Aufbau einer Online-Präsenz zu unterstützen. Ich hoffe, hier hilfreiche Inhalte für Sie bereitzustellen und Sie demnächst im Netz oder auf einer unserer Veranstaltungen anzutreffen.

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