In den letzten Jahren hat weltweit eine neue Runde der Energiewende hin zu sauberer und kohlenstoffarmer Energie an Fahrt gewonnen. Erneuerbare Energien werden vor allem in elektrische Energie umgewandelt, da diese eine saubere Energiequelle darstellt. Als zentrale Plattform für die Umwandlung, Nutzung und den Transport von Energie steht das Stromnetz vor der dringenden Notwendigkeit umfassender Modernisierungen.
Die Energiewirtschaft wird immer umweltfreundlicher. Während früher Kohlekraftwerke und Kernkraftwerke die wichtigsten Stromquellen waren, erzeugen heute Tausende von Windkraftanlagen, Biogasanlagen und Solarparks Energie, um unseren zukünftigen Energiebedarf zu decken, und der Anteil erneuerbarer Energien am gesamten Stromverbrauch steigt weiter an.
Im Zuge der Revolution in der Energietechnik hat sich die Entwicklung neuer Energiequellen, Energiespeicher und neuer Stromversorgungstechnologien zu einem Trend bei der Innovation im Bereich der Stromnetztechnik entwickelt. Multi-Energie-Konzepte, komplementäre und umfassende Nutzung, Leistungselektronik sowie fortschrittliche Stromübertragungstechnologien finden zunehmend Anwendung in Stromversorgungssystemen. Die umfassende Kombination von digitaler Technologie – vertreten durch Big Data, Cloud Computing und das Internet der Dinge – mit künstlicher Intelligenz und Blockchain sowie der Stromnetztechnik liefert einen starken Impuls für die Modernisierung der Stromnetztechnik.
Steuerung intelligenter Stromnetze mit digitalen Lösungen
Der steigende Anteil erneuerbarer Energien führt zu einem Rückgang der CO₂-Emissionen. Allerdings stehen die Energiemärkte auch vor neuen Herausforderungen, wie beispielsweise der Steuerung dezentraler Kraftwerke, einer stärkeren Abhängigkeit von den Wetterbedingungen sowie der zuverlässigen Einspeisung und Verteilung von Strom ins Netz. Das derzeitige Netzmanagement ist sehr einfach: Netzbetreiber steuern nur wenige Kraftwerke und können Erzeugung, Verteilung und Speicherung problemlos koordinieren. Sie wissen stets, wie viel Strom jedes Kraftwerk wann liefern wird. Zudem kann das Kraftwerk je nach aktueller Netzauslastung abgeschaltet oder hochgefahren werden.
Je dezentraler die Energieversorgung jedoch ist, desto komplexer gestaltet sich die Steuerung des Stromnetzes. Windkraftanlagen erzeugen nur dann Strom, wenn der Wind weht, während Solarenergie nur dann Strom liefert, wenn die Sonne scheint. Heute speisen Zehntausende dezentraler Erzeugungseinheiten Strom ins Netz ein. Um eine Über- oder Unterlastung des Netzes zu vermeiden, müssen Unternehmen der Energiebranche jederzeit in der Lage sein, zu reagieren, indem sie Erzeugungseinheiten hoch- oder herunterfahren. Dies ist eine Aufgabe für den Energiesektor, die ohne digitale Unterstützung nur schwer zu bewältigen ist.
Wie erheben Netzbetreiber Daten zum Stromverbrauch?
Relevanten Untersuchungen zufolge wird neben Dezentralisierung, Dekarbonisierung und Demokratisierung auch die Digitalisierung – insbesondere das Internet der Dinge (IoT) – ein zentrales Element bei der Umgestaltung der Stromversorgungsstruktur zum Ausbau erneuerbarer Energien sein. Die Einführung von intelligenten Zählern und IoT-Lösungen wird Netzbetreibern helfen, Echtzeitinformationen über den Zustand des intelligenten Stromnetzes zu erhalten. Dazu müssen Stromerzeuger – seien es private Haushalte oder Energiedienstleister – Daten über lokale IoT-Geräte übermitteln.
Die Daten aus Fest- und Mobilfunknetzen werden anschließend auf einer zentralen, cloudbasierten IoT-Plattform mithilfe künstlicher Intelligenz ausgewertet und integriert. Anhand dieser Daten lassen sich intelligente Stromnetze automatisch steuern, und Schwankungen im Netz können durch intelligente Energiemanagementsysteme ausgeglichen werden. Mithilfe dieser Daten kann KI zudem Netzengpässe oder potenzielle Überlastungen schnell erkennen. Zudem vereinfacht sie die Wartung des Systems. So können beispielsweise intelligente Sensoren an Windkraftanlagen den Zustand des Motors überwachen und sofort Alarm auslösen, wenn die Messwerte auffällig sind.
Das Internet der Dinge (IoT) ermöglicht es Ihnen nicht nur, Ihr bestehendes Netz zu steuern und zu optimieren, sondern die neu gewonnenen Daten können auch neue Geschäftsmodelle schaffen. So können beispielsweise Stromhändler überschüssigen Strom an Besitzer von Elektroautos verkaufen und so die Autobatterien effektiv in Energiespeicher umwandeln.
