Unser heutiges Stromversorgungsnetz in Deutschland und Österreich ist auf zukünftige Herausforderungen der erneuerbaren Energien noch nicht ausreichend vorbereitet. Wechselnde Stromlasten durch Solar- und Windkraftwerke kann das Netz bei steigendem Ausbau nur schwerlich kompensieren. Abhilfe für dieses Problem kann die Smart Grid Technologie bieten. Sie macht die heutigen Stromnetze intelligent und sorgt Dank KI Unterstützung für eine erfolgreiche Energiewende.
Die Stromnetze von heute sind nicht für Erneuerbare Energien ausgelegt
Das Stromnetz in unserem Land, so wie wir es heute vorfinden, ist von den Energieerzeugern in der Nachkriegszeit aufgebaut worden unter der Voraussetzung, dass Kraftwerke aus fossilen und atomaren Energieträgern kontinuierlich und relativ träge steuerbar elektrischen Strom in das Verteilernetz einspeisen. Dabei wurden und werden die saisonalen Schwankungen als auch die klassischen Lastgänge über den Tagesverlauf mit einkalkuliert, die auf Erfahrungswerte der Vergangenheit beruhen. Dies alles hat sich mit dem Beginn des Einsatzes der Erneuerbaren Energiengeändert, wobei Wasserkraftwerke hier auch zu den etablierten Produzenten zählen, da diese ja bereits seit Jahrzehnten der Stromerzeugung dienen. Was für Kopfzerbrechen sorgt, sind die starken Schwankungen durch den Umstieg auf die Nutzung der Kraft aus Wind und Sonne, denn – wie wir alle wissen – das Wetter ist nun einmal nicht planbar und äußerst wechselhaft! Da kommen jetzt intelligente Stromnetze ins Spiel, die in Echtzeit regeln und steuern können. Dies bedarf allerdings einer Modernisierung der Infrastruktur und Ausbau der Netzplanung sowie einer schlauen Vernetzung aller Komponenten.
Intelligente Stromnetze sind die Zukunft – Smart Grid einfach erklärt
Smart Grid – zu deutsch vereinfacht: „pfiffiges Netz“ stellt nichts anderes dar, als ein Netzwerk zwischen Energieerzeugern und -verbrauchern, das digitale Kommunikationstechnologie dazu benutzt, um lokale Schwankungen im Verbrauch zu erkennen und darauf zu reagieren. Solch ein intelligentes Stromnetz wird bereits ins Einfamilienhäusern als sog. Smart Home eingesetzt, jederzeit Einseh- und steuerbar über das eigene Smartphone. Idealerweise sind die Eigenheime dabei bereits mit PV-Anlagen, die dir deine eigene elektrische Energie erzeugen und Smart Meter ausgestattet – also eine Art Smartgrid im kleinen Maßstab. Übertragen wir diese Nutzung auf das gesamte Stromnetz in Deutschland, so ist jede Produktionsanlage – sei es Wind oder Solar etc. – aber auch die Speicherung mit in ein intelligentes Stromnetz einzubeziehen. Einige bundesweite Anbieter wie 1komma5° haben bereits die Technologie dafür entwickelt, hier bedarf es nur noch der Voraussetzung für eine Skalierung auf ein Smart Grid in gesamt Deutschland.
Auch das Team von check.energy steht mit seinen Fachleuten gern für eine kompetente Beratung zur Verfügung, wie Du dein Haus oder dein Unternehmen smarter machen kannst, beispielsweise mit einem PV Smart Grid:
Intelligente Stromnetze als Wegbereiter für die Energiewende
Clever oder smart wie man es nimmt – so wie der Sprung der Telekommunikation in den 90ern zum dringend notwendigen Ausbau des Handynetzes in Deutschland geführt hat, genau so stehen wir gerade an der Schwelle in die Zukunft der Optimierung im Stromnetz. Allerdings muss die Voraussetzung dafür geschaffen werden, Smart Grids im ganzheitlichen Maßstab für die Energie nutzen zu können; heißt also: die Bundesregierung hat die Aufgabe, die Netzinfrastruktur auszubauen. Mit jeder Photovoltaikanlage, die ans Netz geht, wird dieser Punkt dringlicher. Um jedoch eine PV Anlage fachgerecht und ordnungsgemäß anzuschließen benötigst Du einen Photovoltaik Elektriker. Um die Energie deiner regenerativen Erzeugeranlage Smart verbrauchen bedarf es noch weiterer Anpassungen.
Smartgrid sorgt für ein stabiles Strom-Netz
Durch den starken Aufbau und damit die Erzeugung von Energie aus regenerativen Quellen steht das Netz vor einem Stabilitätsproblem, denn Photovoltaikanlagen z.B. erzeugen den Strom tagsüber, logischerweise dann, wenn die Sonne scheint, nur stehen Verbraucher und erzeugter Strom nicht in jedem Moment im Einklang oder liegen regional extrem weit entfernt voneinander. Eine gesteuerte Netzinfrastruktur mit ausreichend Kapazität also intelligente Netze bringen hier Abhilfe und sorgen langfristig für genügend Stabilität. Hierzu kann auch die einfache Voraussetzung beitragen, dass jedes E-Fahrzeug als „rollender“ Speicher dient, sobald es den Strom auch wieder abgeben darf. Das sog. bidirektionale Speichern – also Laden und zurück ins Netz abgeben – würde hier einen Beitrag leisten können. Technisch bereits bei den meisten derzeit zugelassenen Fahrzeugen und auch verbauten Wallboxen möglich, muss es politisch und steuerlich nur noch gewollt sein. Als erster Schritt ein Smart Grid Solar bei mir zu Hause, dann erweitert um meine Arbeitsstelle und somit auf die ganze Stadt, in der ich lebe….so geht Zukunft und Innovation mit Smart Grids!
Was macht intelligente Stromnetze so schlau?
Übertragen wir die Idee vom kleinen auf den großen Maßstab: In jedem Einfamilienhaus kannst Du mit einem Smart Meter über eine App auf Deinem Handy jederzeit sehen, wie viel Strom die PV-Anlagen gerade erzeugen und sofort steuern, welches der eingebundenen Geräte gerade eingeschaltet werden soll. Erzeugter Strom wird sofort verbraucht, wenn er entsteht, denn es ist ja im Grunde egal, wann genau am Tag die Waschmaschine oder der Geschirrspüler läuft, solange sie fertig sind, wenn Du nach Hause kommst. Innerhalb des gesamten Netzes in unserem Land würde dies genauso funktionieren, denn es gibt sogar Zeiten, da geben Dir die Unternehmen in der Energieversorgung sogar Geld dazu, wenn Du genau jetzt den Strom abnimmst! Eine Vernetzung der großen Verbraucher in der Industrie über intelligente Energienetze scheint also mehr als sinnvoll und liegt auf der Hand. Damit ist die hohe Smart Grid Bedeutung in der nächsten Zeit offensichtlich.
Intelligente Messsysteme als Herz der Smartgrids oder: Smart-Meter: der digital vernetze Stromzähler
So wie dein Smartphone nicht ohne SIM-Karte den Weg ins Netz findet, so kann die Energie auch nur dann smart miteinander „kommunizieren“, wenn am Übergabepunkt in das Netz ein sogenannter digitaler Messstellenbetrieb eingerichtet ist. Im Gegensatz zu den alten analogen Stromzählern bietet ein Smart Meter darüber hinaus die Möglichkeit, neben der Verbrauchserfassung und Erfassung der Einspeisemenge durch meine erneuerbaren Energien, direkt den Verbrauch innerhalb meines Netzes an Verbrauchern zu steuern. Somit kann ich messen und gleichzeitig regeln, für welchen Einsatz der Bedarf an elektrischer Energie genutzt wird. DAS ist intelligent und zeitgemäß!
Steuerung des Zufluss erneuerbarer Energien durch Intelligente Marktmaßnahmen
Es ist Mittagszeit, gar nicht einmal im Hochsommer, sondern Spätfrühling oder Frühherbst. Was machen die Solaranlagen landauf und landab? Sie haben ihre höchst produktivste Zeit des Jahres! Das bedeutet aber auch Stress für die Netzbetreiber, denn zu genau diesem Zeitpunkt ist nicht auch gleichzeitig der höchste Bedarf. Also wohin mit dem ganzen Strom, den die Sonnenenergie liefert? Regeln wir die Nachfrage über den Preis – einverstanden. Aber schlau geht besser, denn auch der Verbraucher hat überschaubare Speichermöglichkeiten. Neue Technologien wie die Wasserstofftechnologie ist bereits serienreif und in Größenordnungen von Einfamilienhaus bis Industriebetrieb verfügbar.
Die nachhaltige Energieversorgung von morgen
Im Rahmen fluktuierender Stromerzeugung aus Solaranlagen und anderen erneuerbaren Energien, kann die Netzplanung gar nicht drumherum, als die Netze durch intelligente Energie auszubauen:
Vernetzte, dezentrale Energieanlagen
Der Stromverbrauch wird nicht weniger werden, schon gar nicht bei steigender Zahl an E-Fahrzeugen. Clever miteinander verbundene Anlagen (Verbrauchs-seitig und auch dezentrale Produzenten) können und werden hier Abhilfe schaffen, wenn sie durch Smart-Meter gesteuert sind. Smart Grids gehört die Zukunft, auch wenn Energieversorger und Netzbetreiber das so nicht gern hören wollen.
Intelligente Mess- und Steuerungssysteme
Ein Teil der Lösung sind digitalen Zähler – wenn sie denn verfügbar sind – die Steuerung erst ermöglichen. Regional sind die Netzbetreiber bereits bemüht, die Haushalte um zu stellen, aber auch hier fehlt es an Fachpersonal, denn die dafür notwendigen Elektriker sind knapp und brauchen dafür auch eine entsprechende Qualifikation.
Ladeinfrastruktur für Elektromobilität
Ein bekannter Grund, dass der Stromverbrauch zukünftig nicht sinken wird, ist die zunehmende und im Sinne der geringen Emissionen politisch gewollte Elektromobilität. Die „Speicher auf Rädern“ könnten aber noch viel mehr. Die bald zugesagte Genehmigung des sog. bidirektionalen Speicherns (Laden und Einspeisen mit meinem E-Auto) und die steigende Verfügbarkeit an Ladesäulen wird darüber hinaus dazu beitragen, dass diese Zahl weiter steigen wird. Intelligent gesteuert, kann Mobilität und Stromversorgung sogar eine Chance darstellen, den ÖPNV für die Betreiber erschwinglicher zu machen.
Herausforderungen und Probleme bei der Umsetzung - Beispiel Smart Grid Solar
In der momentanen Situation stellen die Kapazitäten des Stromnetzes (Stichwort Stromtrasse) als auch die Verfügbarkeit der digitalen Zähler die größte Herausforderung dar. Intelligent gesteuert ist auch die Überproduktion an Solarstrom zum Zeitpunkt der höchsten Sonneneinstrahlung ein lösbares Problem. Nur gemeinsam mit allen Betreibern, ob groß oder klein, und den Netzbetreibern in Deutschland wird das smarte Grid umsetzbar sein. Die Technologien sind da – sie wurden nicht zuletzt auf der Intersolar in München im Juni präsentiert und prämiert.
Fazit Smart Grid: Das intelligente Energienetz für die erneuerbare Energiezukunft
Die Zukunft der Energie wird nicht ohne die Erneuerbaren funktionieren und der Anteil wird und muss auch weiterhin noch steigen. Die Fossilen Energieträger sind zu wertvoll, als dass sie als Kraft- und Brennstoffe dienen. SCHLAU miteinander kombiniert – und hier liegt die Betonung auf MITEINANDER – ist die Versorgung des Landes vernünftig umsetzbar: es geht aber nur VERNETZT! Messen, regeln und steuern wir die Energie und den Strombedarf und -verbrauch und die – Produktion auf intelligente Weise: SMART GRID.
