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Smart Grids – die Zukunft der Energieversorgung

Von ·Kategorien: Technik erklärt·Published On: Oktober 12th, 2022·4,4 min read·

Die derzeitigen Probleme bei der globalen Energieversorgung und der Klimawandel zeigen es deutlich: Die Umstellung auf erneuerbare Energien ist dringender denn je. Die Vereinten Nationen haben dazu im Jahr 2015 die Agenda 2030 mit ihren 17 Zielen für nachhaltige Entwicklung verabschiedet. Das siebte Ziel ist die Verfügbarkeit von erschwinglicher und sauberer Energie. Damit einher geht unter anderem das elfte Ziel, die Entwicklung nachhaltiger Städte und Gemeinden.

Schriftzug: Sustainable Development Goals – Ziele für nachhaltige Entwicklung

Welche Rolle spielen Smart-Grid-Lösungen dabei? Erfahren Sie im Folgenden, wie die intelligenten Stromnetze die Energiewende vorantreiben.

Was ist ein Smart Grid?

Ein Smart Grid oder auch intelligentes Stromnetz bezeichnet eine Innovation in der Steuerung von Stromnetzen. Dabei verbindet das Smart Grid die Stromerzeugung, die Speicherung und den Stromverbrauch mithilfe von Kommunikationstechnologien wie SCADA. Die intelligenten Stromnetze übertragen nicht nur den zunehmend dezentral erzeugten Strom, sondern auch Echtzeitdaten zum Stand der Energieproduktion sowie zum Verbrauch direkt an die Netzbetreiber. Speicherung und Verbrauch können also in einem Smart Grid dynamisch gesteuert werden.

Wie funktioniert die Smart-Grid-Technologie?

In einem Smart Grid werden einzelne Haushalte, Gemeinden oder Unternehmen zu Energieproduzenten, wenn sie Photovoltaik- und Biogasanlagen, Solarpanels oder Windkraft nutzen. Sie verbrauchen Energie nicht mehr nur, sondern erzeugen sie auch selbst und werden damit von reinen “Consumern” zu “Prosumern”. Sie sind vernetzt durch moderne Kommunikationsnetze und tauschen Daten in Echtzeit aus. So kann dynamisch auf die aktuelle Produktions- und Verbrauchssituation reagiert werden.

Elemente eines Smart Grids

Ein Smart Grid beinhaltet verschiedene, miteinander vernetzte Akteure. Neben den Verbrauchern und Erzeugern beinhaltet das intelligente Netz auch Stromspeicher. Sie speichern die überschüssige Energie. Somit steht Strom auch zur Verfügung, wenn der Tag windstill bleibt oder die Sonne nicht scheint. Diese Speicher können auch Elektroautos sein. Herkömmliche Kraftwerke erzeugen auch in Zukunft einen Großteil des Stroms und werden ebenfalls in das intelligente Stromnetz eingebunden. 

Smart Meter – die intelligenten Vermittler

Ein wichtiger Bestandteil von Smart Grids sind Smart Meter, intelligente Messsysteme, über die auch der Datenaustausch erfolgt. Diese Systeme werden auch als Advanced Metering Infrastructure (AMI) bezeichnet. Sie vermitteln den Verbraucher:innen Informationen, die ihnen mehr Klarheit über ihr Verbrauchsverhalten verschaffen. So können die Konsument:innen sehen, wie viel Strom sie verbrauchen, wann sie ihn verbrauchen und was er kostet. In Kombination mit der Preisermittlung in Echtzeit können die Nutzer:innen von Smart Metern Geld sparen, indem sie weniger Strom verbrauchen, wenn dieser am teuersten ist. Smart Meter bilden den Grundstein für die Digitalisierung der Energiewende.

In Deutschland sind intelligente Messsysteme seit 2017 Pflicht bei einem jährlichen Stromverbrauch von mehr als 10.000 Kilowattstunden. Seit 2020 gilt dies auch für Haushalte oder Unternehmen mit einem Verbrauch von mehr als 6000 Kilowattstunden. Bei Stromerzeugern müssen ab einer Leistung von 7 Kilowatt intelligente Messsysteme eingebaut werden. Der Einbau dieser digitalen Messsysteme begann 2020 und soll bis 2032 abgeschlossen sein. 

Ein weiterer wichtiger Baustein für die Energieverteilung ist ein Gateway. Das Gerät bildet die Schnittstelle zwischen den Smart Metern und den anderen Akteuren im intelligenten Stromnetz. 

Wie unterstützen Smart Grids die Energiewende?

Die herkömmlichen Stromnetze transportieren den Strom von den lokalen Kraftwerken zu den Verbraucher:innen. Schwankungen können dabei ausgeglichen werden, indem das Kraftwerk die Leistung senkt oder hochfährt. In Zukunft wird die Energieversorgung jedoch immer dezentraler. Neue Energiequellen umfassen Wind- und Solarparks, Biogasanlagen und Betriebe oder Haushalte mit Photovoltaikanlagen.

Windräder im Abendrot, Vogelschwärme

Da die erneuerbaren Energien nicht jederzeit und gleichmäßig verfügbar sind, schwankt die Stromproduktion sehr stark. Ein Smart Grid vernetzt alle beteiligten Erzeuger und Konsumenten und sogar noch weitere Faktoren. Beispielsweise kann es auch Echtzeitdaten aus dem Strommarkt und Wetterprognosen einbeziehen und ermöglicht so eine flexible Reaktion auf Angebot und Nachfrage. Überschüssige Energie wird an Speichereinheiten wie Wärmepumpen oder Stromspeicher weitergeleitet. 

Moderne Netzwerktechnologien machen Smart Grids möglich  

Damit die intelligenten Stromnetze der Zukunft effizient und sicher betrieben werden können, bedarf es moderner Kommunikationstechnologien. Die Smart Meter sind dabei ein wichtiges Element, um den Strombedarf eines Haushaltes direkt anzupassen. Außerdem können stromfressende Geräte schneller ermittelt und ausgetauscht werden. Diese auch als “Condition Monitoring” bezeichnete Anpassung sorgt für Stabilität. Eine vorausschauende Wartung oder “Predictive Maintenance” verhindert die Überlastung der Stromnetze und ermöglicht eine unmittelbare Reaktion auf Störungen.

Das Internet of Energy

Das Zusammenwirken der einzelnen Elemente im intelligenten Energiesystem der Zukunft wird auch als Internet of Energy bezeichnet. Analog zum Internet of Things (IoT) sind hier Geräte über moderne Kommunikationsnetze miteinander sowie mit den Betreibern vernetzt. So können sie in Echtzeit reagieren.

Wie OnLogic Smart-Grid-Lösungen möglich macht

OnLogic hat mit dem österreichischen Unternehmen neoom zusammengearbeitet. Neoom hat sich der Entwicklung intelligenter Stromsysteme verschrieben, um die Energiewende voranzutreiben. Das Unternehmen bietet Stromspeicher, Ladesäulen und Photovoltaikanlagen sowie eine Software-Plattform an. Darüber lassen sich in einem Dashboard alle Daten zu Nutzung und Verbrauch in Echtzeit verfolgen. Durch Vernetzung einzelner Haushalte und Unternehmen sollen Energiegemeinschaften entstehen. Sie können nachhaltig produzierten Strom miteinander teilen und somit autark werden. Das Gateway unter dem Namen BEAAM basiert auf dem lüfterlosen CL210G-11 von OnLogic. Mehr zu neoom und dem Internet of Energy erfahren Sie in unserem Kundenbericht!

Das Gateway BEAAM von neoom

 

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About the Author: Nadja Schaubhut

Nadja is a Content Creator and focused on finding the right words. In addition to writing new content for the blog and social media, she also translates all content into German with an eye on the particularities of our German-speaking audience. When not working, she enjoys running, painting, upcycling and taking care of her two turtles.
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