Technische Innovation

Das intelligente Stromnetz - Was steckt dahinter?

05.02.2015

Bisher schalten wir unsere Waschmaschine ein, wenn uns gerade danach ist. Doch stellt euch vor: Wir wissen, wann es am billigsten ist, diese einzuschalten und sparen dadurch bares Geld! Intelligente Stromnetze sollen dabei helfen, die Stromversorgung günstiger und umweltfreundlicher zu machen. Doch wie genau funktionieren diese Netze und wie sollen sie umgesetzt werden?

Bei einem intelligenten Stromnetz sollen sämtliche Akteure auf dem Strommarkt in einem Gesamtsystem integriert werden. Zu diesen Akteuren zählen Netzbetreiber und Stromerzeuger wie fossile Kraftwerke als auch erneuerbare Energien, wie Windparks oder Solaranlagen. Die Energie von Solaranlagen kann dabei sowohl von Solarfarmen, als auch von Anlagen auf Häusern und Gebäuden ins Netz eingespeist werden. Die Erzeugung, Speicherung und das Netzmanagement sollen intelligent zusammenspielen, um einen möglichst effizienten Netzbetrieb zu erzielen und die Systemstabilität und Verfügbarkeit sicherzustellen.

Infografik „Das Intelligente Stromnetz" (Janine Kasum)

Einspeisung von erneuerbaren Energien

Kraftwerke können bereits heute so gesteuert werden, dass stets nur so viel Strom produziert wird, wie benötigt wird. Durch die Schwankungen, die bei der Erzeugung erneuerbarer Energien entstehen, ist ein System nötig, dass diese Schwankungen effizient ausgleichen kann. Diese Schwankungen entstehen dadurch, dass nicht immer Wind weht oder die Sonne scheint. Erneuerbare Energien spielen in Deutschland aufgrund des Erneuerbare Energien Gesetzes (EEG) eine immer größere Rolle. Der Anteil der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung betrug nach Angaben des Bundesverbandes der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) im Jahr 2014 25,8 Prozent der Bruttostromerzeugung und verdrängt somit die Braunkohle von Platz eins.

Durch diese neue Entwicklung hat sich auch die komplexe Stromversorgungsstruktur verändert. Früher erfolgte die Stromversorgung nach einem klassischen Top-Down-Prinzip. Der Strom wurde durch Großkraftwerke in die Höchst- und Hochspannungsnetze eingespeist und über Mittelspannungs- und Niederspannungsnetz verteilt. Heute ist es möglich Strom in die Niederspannungs- und Mittelspannungsnetze einzuspeisen, z.B. durch Solaranlagen auf einem Wohnhaus oder Hallendächern. Um nun diesen Strom im Niederspannungs- oder Mittelspannungsnetz effizient einzusetzen, ist eine intelligente Kommunikation im Netz notwendig.

Intelligente Stromzähler

Ein weiterer wichtiger Begriff für den Verbraucher im Zusammenhang mit intelligenten Stromnetzen sind die „Intelligenten Stromzähler". Nach dem aktuellen Energiebinnenmarktpaket der EU Kommission sollen bis 2020 mindestens 80% aller Verbraucher mit sogenannten „Smart Meters" ausgestattet werden.

Smart Meters sind intelligente Strommessgeräte, die in der Lage sind dem Verbraucher die tatsächlich verbrauchte Strommenge und Nutzungszeit anzuzeigen. Das Gerät kann die aktuelle Leistung, als auch den Verbrauch der letzten 24 Stunden, Wochen, Monaten oder Jahren anzeigen. Der Verbraucher kann somit seinen Stromverbrauch so steuern, dass er nicht in den Zeiten des höchsten Stromverbrauchs, welcher morgens und abends ist, seinen Strom bezieht, sondern z.B. die Waschmaschine so einstellt, dass sie nachts läuft. Somit kann der Verbraucher seinen Stromverbrauch nach den Stromkosten richten und theoretisch Geld sparen. Für eine automatisierte Steuerung des Stromverbrauchs sind weitere Anwendungen, wie das „Smart Home" notwendig.

Jedoch verhält es sich laut einer vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie in Auftrag gegebene Kosten-Nutzen-Analyse der Wirtschaftsprüfungsgesellschaft Ernst & Young so, dass sich mit intelligenten Stromzählern im Privathaushalt keine Kosten sparen lassen. Die Messsysteme sind bezüglich der Anschaffungskosten teuer und die erzielte Stromkosteneinsparung im Verhältnis so gering, dass ein Privathaushalt effektiv kein Geld spart. Im Gutachten der Analyse werden daher auch Alternativen zu den von der EU-Kommission geforderten Quoten empfohlen.

Der von den Smart Meters ermittelte Stromverbrauch wird mittels eines Kommunikationsnetzes an den Netzbetreiber übermittelt. Dies soll dem Netzbetreiber eine intelligente Netz- und Ressourcensteuerung ermöglichen. Der Netzbetreiber kann so z.B. bei einer sehr hohen Einspeisung von erneuerbaren Energien Lasten wie z.B. Speicheröfen dazu schalten, um die überschüssige Energie abzunehmen.

Das Smart Meter wird wegen der Stromdatenübermittlung und Speicherung von Datenschützern kritisiert, da der Stromverbraucher so zu einem „gläsernen Kunden" wird. Stromlieferanten können genaue Verbrauchsprofile erstellen und auswerten, die Rückschlüsse über die Lebensgewohnheiten der Kunden ermöglichen.

Pilotprojekt Energieeffizienzpark COBIS

Auch in der Industrie sollen intelligente Stromnetze mehr an Bedeutung gewinnen. Ein Beispiel aus der Region ist das Pilotprojekt des Energieeffizienzpark COBIS in Sindelfingen. Dort soll ein sich selbst versorgender Gewerbepark entstehen. Die Energie für den Park soll dabei weitestgehend aus regenerativen Quellen erzeugt werden.

Im Bereich „Intelligente Stromnetze" gibt es eine Vielzahl von Projekten, die eine rasante Entwicklung erahnen lassen. Auch auf Grund der Notwendigkeit mehr erneuerbare Energien ins Stromnetz einspeisen zu müssen, werden sich intelligente Stromnetze in Zukunft rasch weiterentwickeln. Die Zukunft wird auch zeigen inwiefern sich intelligente Stromnetze, auf den Verbraucher und seine Möglichkeiten Stromkosten zu sparen, auswirken werden.

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