Smart Grids: digitalisiert, mitdenkend, selbstverwaltend

Smart Grids
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Die Energienetze müssen für die Energiewende digitaler und dadurch intelligenter werden. Smart Grids sollen eine effiziente Stromversorgung mit immer mehr Energieerzeugern sicherstellen. Die Relevanz der mitdenkenden Stromnetze sowie die unterschätzte Rolle der Haushalte und Unternehmen zeigt ein Überblick von Kerstin Bruns vom Startup Kesselheld.

Darum braucht es Smart Grids

Plan der Bundesregierung ist, den Anteil erneuerbarer Energieträger an der Stromversorgung bis 2025 auf mindestens 40 Prozent zu steigern. Das Gelingen dieses Ziel erfordert ein Umschalten auf digitalisierte, mitdenkende und selbstverwaltende Stromnetze, so genannte Smart Grids. Diese Transformation hat Gründe:

1. Steigende Anzahl dezentraler Stromerzeuger
Seit dem Abschalten großer Kraftwerke gibt es immer mehr dezentrale Stromversorger, die weitverstreut Energie erzeugen. Dazu zählen zum Beispiel Windparks in Norddeutschland, großflächig angelegte thermische Solaranlagen in der Sahara sowie private Haushalte und Unternehmen mit Photovoltaikanlagen auf dem Dach für den Eigenverbrauch oder die Einspeisung in das öffentliche Stromnetz.

2. Zunehmende Komplexität und Informationsfluten
Durch die Vielzahl an Erzeugern steigen Komponenten und Komplexität innerhalb des öffentlichen Stromnetzes. Die Informationsfluten über die Mengen erzeugten und verbrauchten Stroms können dabei von Ingenieuren innerhalb großer Kraftwerke ohne smarte Technik nicht mehr ökonomisch und effizient gesteuert und koordiniert werden. Smart Grids sind hingegen an sämtlichen Stellen mit Sensoren und digitalen Schnittstellen ausgestattet. Sie erfassen permanent Daten zur Erzeugung und Verbrauch von Strom. Das Sammeln und Managen der riesigen Informationsdatensätze übernimmt eine Datenzentrale.

3. Schwankende Verfügbarkeit regenerativer Energien
Spezielle Tarife mit bestimmten Anreizen sollen dabei den Verbrauch steuern, um die Last im Stromnetz zeitlich und in der Fläche gleichmäßig zu verteilen. Smart Grids ermöglichen hier einen ständigen Informationsaustausch und eine kluge Kombination von verbrauchtem und erzeugtem Strom – die Voraussetzung für Netzstabilität.

Netzstabilität durch Power to Heat

Die intelligente Steuerung des Verbrauchs ist damit der Knackpunkt für die gesamte Energiewende. Das Potenzial, private Haushalte und Unternehmen stärker in die Smart-Grid-Überlegungen einzubeziehen, ist riesig. Das Thema digitalisierter Heizungskeller rückt beispielsweise in den Fokus: Durch intelligente Heiztechnik lassen sich mittlerweile Stromüberschüsse abfangen. Smart-Grid-fähige Wärmepumpen dienen als Stromspeicher. Über eine besondere Schnittstelle nimmt die Pumpe das Überangebot erneuerbaren Stroms zu niedrigen Preisen entgegen und wandelt es in thermische Energie um, die ein Puffer- oder Brauchwasserspeicher einlagert und zu einem späteren Zeitpunkt wieder verfügbar macht. Intelligent geregelte Wärmepumpen reduzieren damit die Differenz zwischen Stromangebot und -nachfrage und sorgen bei Stromüberschüssen für eine Entlastung des Versorgungsnetzes.

Intelligente Stromzähler (Smart Meter) einsetzen

Damit Verbraucher und Unternehmen mitmachen, benötigen sie Transparenz durch Smart Meter und wie beim iPhone eine intuitive Bedienung der intelligenten Technik. Nur so sind beispielsweise Hausbesitzer bereit und in der Lage, die Stromkosten eigenständig zu regulieren. Wichtig sind zudem Kommunikationsschnittstellen, die Verbrauchsdaten automatisiert an den Strom- oder Energieversorger senden.

Eine zentrale Akzeptanzhürde ist derzeit noch das Sicherstellen von IT- und Datensicherheit. Viele Immobilienbesitzer fürchten, dass sich Fremde in ihre Stromversorgung einklinken und private Daten ausspähen. Netzbetreiber und Lösungsanbieter sind hier gefordert, durch Technik und Standards absolute Vertraulichkeit über die übermittelten Daten zu wahren.

Mehr grenzüberschreitende Zusammenarbeit gefordert

Das Gelingen vom Plan eines flächendeckenden Smart Grid hängt noch von einer Menge ungeklärter Faktoren ab. Künftig ist Strom über weitere Distanzen hinweg zu transportieren. Dies führt zu notwendigen Änderungen in der Infrastruktur der Stromnetze. Leitungen müssen dicker und zahlreicher verlegt werden, damit der Strom besser fließen kann. Fraglich ist darüber hinaus, was Aus- und Umbau der Netzwerke kosten und welche Institutionen diese Investitionssummen tragen. Auch über Ländergrenzen hinweg ist eine Zusammenarbeit zwischen Staaten und Kontinenten zu klären.

Über die Autorin

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Kerstin Bruns ist Heizungsexpertin bei Kesselheld. Das Unternehmen sieht sich als Kombination aus lokalem Handwerker und Internet-Startup mit modernen Softwarelösungen und digitalisierten Prozesse rund um den Heizungstausch.

Fotos: Getty Images/chombosan; Kesselheld


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