Intelligentes Stromnetz für mehr Energieeffizienz

Intelligentes Stromnetz für mehr Energieeffizienz Milliarden Dollar sollen in die Modernisierung der Energieversorgungsnetze investiert werden. Das Smart Grid oder intelligente Stromnetz gilt derzeit als Investitionstipp. Dass Stromversorungsnetze modernisiert werden müssen, zeigen häufige Störungen der Energieversorgung.

Barack Obama will den Ausbau intelligenter Stromnetze forcieren und kündigte milliardenschwere Investitionen an. Die USA könnte damit zum Vorreiter beim Aufbau eines sogenannten “Smart Grid” werden. Die Modernisierung auf den neusten Stand der Informations- und Übertragungstechnik soll Versorgungsausfälle beenden und Energieverluste minimieren. Auch in Deutschland ist eine Modernisierung erforderlich.

Warum wird ins Smart Grid investiert?

Die Modernisierung ist indes auch hierzulande notwendig. Regenerativ erzeugter Strom aus Erneuerbaren Energieträgern drängt in die Stromversorgungsnetze. Investitionen in die Offshore-Windenergienutzung erfordern flexible Stromnetze zum und auf dem Festland.

Dezentral Strom erzeugende Windkraftwerke

Eigenheimbesitzer, Wohnungsbaugesellschaften, mittelständische Betriebe, Gewerbe oder Großunternehmen betreiben dezentrale Fotovoltaik-Anlagen oder Blockheizkraftwerke. Der mit diesen Anlagen erzeugte Strom wird direkt verbraucht oder in das Stromnetz eingespeist.

Es besteht der Bedarf an einem Erzeugungsmanagement, das eine sichere, wirtschaftliche und ökologische Energieversorgung garantiert und dabei dezentrale Erzeuger flexibel und in vollem Umfang einbezieht.

Steuerung zentraler und dezentraler Energieerzeuger

An die Seite zentraler Stromerzeuger, zumeist Betreiber konventioneller Kraftwerke im Leistungsbereich von ca. 700 Megawatt (MW) treten vermehrt dezentrale Ökostromerzeuger mit deutlich geringerem Leistungspotenzial und sehr unterschiedlichen Größenordnungen.

Mittlere Fotovoltaik-Anlagen haben beispielsweise einen Gesamtjahresertrag von 70MW. Die Stromerzeugung aus Windenergie ist dagegen ertragreicher. Nach Angaben des Bundesverbandes Windenergie sind in Schleswig Holstein bereits 2.568 Windkraftanlagen mit einer Gesamtleistung von 2.506 MW installiert, die dezentral Strom liefern (Stand Oktober 2009).

Anforderung an ein modernes Energieversorgungsnetz

Der Stromversorgung steht der Stromverbraucher gegenüber. Einzelne Haushalte oder Unternehmen aber auch Großabnehmer wie die Industrie verbrauchen zu beliebigen Zeiten bestimmte Strommengen.

Anspruch an das Stromversorungsnetz wächst stetig

Es gilt, über das Stromnetz zu jeder Zeit ausreichend Strom zur Verfügung zu stellen, um Versorgungsausfälle und entsprechende Schäden zu vermeiden. Denn wenn das Stromversorgungsnetz starken Stromschwankungen ausgesetzt wird, kommt es zu Störungen.

Störpotenziale entstehen, wenn das Stromangebot nicht der Nachfrage entspricht, d.h. ein Zuviel oder Zuwenig im Stromversorgungsnetz zur Verfügung steht. Über das intelligente Stromnetz sollen Erzeugung, Speicherung und Verbrauch flexibel gesteuert und zeitlich verteilt werden.

Das Smart Grid als das Zünglein an der Waage

Man kann sich das Stromnetz als eine Waage vorstellen. Auf der einen Seite stehen die Verbraucher, die Energie verbrauchen. Die Strommengen variieren über den Tag oder in Bezug auf die Industrie auch saisonal. Die Energiemengen, die verbraucht werden, können daher regelmäßig im Wert schwanken.

Auf der anderen Seite der Waage befinden sich die Stromerzeuger. In ihrer Gesamtheit (noch) konventionelle, zentrale oder viele kleine regenerative, dezentrale Kraftwerke mit unterschiedlichem Leistungspotenzial. Diese liefern eine bestimmte Menge Energie. Beide Seiten – Verbrauch und Erzeugung – müssen im Gleichgewicht zueinander stehen, damit die Stromversorgung störungsfrei gewährt werden kann.

Das intelligente Stromnetz – Smart Grid – wirkt dabei regulierend. Als Zünglein an der Waage sorgt es zu jedem Zeitpunkt für ein Gleichgewicht im Stromnetz. Das Smart Grid muss damit einerseits den Ansprüchen des modernen Elektrizitätsnetzwerks entsprechen, aber auch über Kommunikationstechnologien mit dem Verbraucher kommunizieren können.

Smart Grid im Haushalt

Mit der Steuerung der Endgeräte im Haushalt können sowohl Lastspitzen vermieden als auch unnötige Standbyschaltungen abgeschaltet werden. Dazu muss seitens der Privatverbraucher ein Datentransfer zugelassen werden, der unter Berücksichtigung des Datenschutzes Einblick und Zugriff auf die Verbrauchswerte und Endverbraucher (Waschmaschine, Herd etc.) gewährt.

Im Ergebnis können Haushalte oder Unternehmen flexibler auf das jeweilige Stromangebot abgestimmt werden. Steuernde Geräte, sogenannte Smart Meter, die im Haushalt für eine effiziente Regulierung eingesetzt werden können, werden bereits erprobt.

Kurz & Knapp

Das Smart Grid ist das Stromnetz der Zukunft. Bei optimalem Betrieb verspricht es mehr Effizienz beim Verbraucher und weniger Energieverlust während der Übertragung.

Intelligente Stromnetze müssen den Endverbraucher in die Steuerung einbeziehen, um die größtmögliche Energieeffizienz erzielen zu können.