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Smart Grid: Intelligentes Stromnetz für die Energiewende

Das Smart Grid ist ein intelligentes Stromnetz, welches Stromerzeugung, -speicherung und -verbrauch dynamisch steuern kann. Auf diese Weise lässt sich eine zuverlässige und effiziente Stromversorgung auch in Zukunft sicherstellen. Experten sind sich sicher, dass die Energiewende mit dem Umstieg auf Erneuerbare Energien ohne Smart Grids nicht zu bewältigen sein wird.

Mehrere Photovoltaik Anlagen auf einem Feld
Ein Smart Grid ermöglicht es Haushalten mit eigener Energieerzeugung – etwa durch Photovoltaikanlagen – selbst aktiv am Stromhandel teilzunehmen.

Erneuerbare Energien stellen Energiewirtschaft vor neue Herausforderungen

Die Stromerzeugung der Stromnetze wurde bislang weitgehend zentral geregelt. Sie setzt sich aus Energieerzeugung, -übertragung und -verteilung zusammen. Dabei findet die Energieübertragung auf Höchst– und Hochspannungsebene statt, während die Energieverteilung auf Mittel- und Niederspannungsebene zum Letztverbraucher erfolgt. Mit der Energiewende sieht sich diese bestehende Infrastruktur einem drastischen Änderungsprozess unterworfen. Der Trend geht nun hin zur Energieerzeugung aus erneuerbaren Quellen wie Windkraft- und Photovoltaikanlagen. Im Gegensatz zu den großen Kraftwerken speisen diese dezentralen Erzeugungsanlagen direkt in die unteren Spannungsebenen der Mittel- und Niederspannung ein. Dies führt zu einer wesentlich komplexeren Struktur im Bereich der Spannungshaltung. Um Überlastungen zu vermeiden, ist eine effektive Beobachtung und Steuerung des Stromverteilnetzes unerlässlich.

Hinzu kommt, dass die Einspeisung elektrischer Energie aus regenerativen Erzeugungsanlagen stark schwanken kann. So wird an einem sonnigen, windigen Tag viel mehr Energie erzeugt als in einer windstillen Nacht. Die elektrischen Energienetze können aber keine Energie speichern. Da die Nachfrage nach elektrischer Leistung immer dem bestehenden Angebot entsprechen muss,  ist eine Anpassung des Angebots an die Nachfrage erforderlich.

Intelligente Vernetzung aller Akteure in einem Smart Grid

Ein Smart Grid macht es möglich, Angebot und Nachfrage an elektrischer Energie auszugleichen. Dabei findet nicht nur der Transport von Energie, sondern auch der von Daten statt. Die Kommunikation erfolgt hier in beide Richtungen. So erhalten Netzbetreiber wertvolle Informationen zu Energieerzeugung sowie -verbrauch und erfahren, wer wann und wo Energie in das Netz einspeist. Gleichzeitig haben aber auch Privatkunden die Möglichkeit, sich mit ihrer eigenen Erneuerbaren Energieerzeugung (beispielsweise mit Photovoltaik) aktiv am Stromhandel zu beteiligen. Das Smart Grid gewährleistet somit die Kommunikation aller Energieerzeuger, -speicher und -verbraucher untereinander. Durch diese intelligente Vernetzung lassen sich Erneuerbare Energien effizient und in hohem Maße in das bestehende Energiesystem integrieren bei Gewährleistung einer optimalen und physikalisch notwendigen Netzauslastung. Das Gelingen der Energiewende ist ohne Smart Grids letztendlich nicht zu erreichen.

Smart Meter: Mehr Transparenz dank intelligenter Stromzähler

Damit das Smart Grid funktioniert, ist die Installation intelligenter Stromzähler (sogenannter „Smart Meter“) notwendig. Schon jetzt müssen Smart Meter bei einem Neubau eingebaut werden. Bis 2032 sind sie in jedem Haushalt Pflicht. Das wurde mit dem Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende, das 2016 in Kraft getreten ist, beschlossen. Das intelligente Messsystem, welches aus einem Smart Meter sowie einem Smart Meter Gateway besteht, erfasst den Energieverbrauch in Echtzeit und gibt die Daten an den Netzbetreiber weiter. So lassen sich Angebotsüberschuss und erhöhte Nachfrage effizient ausgleichen. Doch nicht nur die Energieerzeuger profitieren von Smart Metern. Auch für die Verbraucher ergeben sich zahlreiche Vorteile, z.B. eine Kostenersparnis durch zeitvariable Tarife. Dabei richtet sich der Strompreis z.B. nach dem gerade zur Verfügung stehenden Angebot. Werden künftig auch noch elektrische Haushaltsgeräte smart, ist es denkbar, dass sich diese dem Angebot an Erneuerbaren Energien im Stromnetz vollautomatisch anpassen, z.B. wenn gerade viel Energie verfügbar ist.

Optimale Steuerung der Stromnetze mit dem neuen 450MHz-Funknetz

Damit das Smart Grid realisiert werden kann, ist ein hochverfügbares und sicheres Kommunikationsnetz notwendig. Nur so lassen sich die spezifischen Anforderungen an Verfügbarkeit und Sicherheit erfüllen. Der 450MHz-Frequenzbereich bietet mit seinen hervorragenden Ausbreitungseigenschaften sowohl in der Fläche als auch in Gebäuden ideale Voraussetzungen, um das für das Smart Grid erforderliche Kommunikationsnetz mit einer sehr hohen örtlichen als auch zeitlichen Verfügbarkeit realisieren zu können. 450connect stellt der Energiewirtschaft eine geeignete Funknetzplattform für die Nutzung solch eines sicheren, zuverlässigen und hochverfügbaren Kommunikationsnetzes zur Verfügung.