Blaupause im Kleinen für das Große Ganze

Management

Micro - Grid Ein Projekt in Saarlouis soll Erfahrungswerte liefern für den Betrieb eines echtzeitfähigen Netzes. Das Projektkonsortium erforscht sichere Peer-to-Peer-Clouddienste für die künftige Energieverteilung.

28. Mai 2013

»Durch die Aufteilung des Netzes in Zellstrukturen auf der Ebene von smarten Micro Grids, die die Balance der erzeugten und der verbrauchten Energie intelligent verteilt, wird eine Betriebs- und Versorgungssicherheit für dezentrale Strukturen möglich«, so Holger Kirchner, leitender Direktor des Forschungsbereichs der Seeburger AG. Intelligent vernetzte Haushalte und die dazugehörigen Smart-Meter bilden hierbei die Voraussetzung einer modernen, am tatsächlichen Verbrauch orientierten und damit auch nachhaltigen Stromverteilung.

Denn die privaten Haushalte verbrauchen rund ein Drittel des Stroms, der von Kraftwerken produziert und deutschlandweit über die Netze der rund 700 Stadtwerke geliefert wird. Dabei weiß zwar der Verbraucher genau, wann er waschen will. Bisher können aber die Stromerzeuger den tatsächlichen Strombedarf zu einem bestimmten Zeitpunkt noch nicht verbrauchergenau voraussagen. Dafür sind die Standardlastprofile viel zu ungenau.

Basis für smarte Dienste

Auch andere Bereiche haben hier Verbesserungsbedarf: So lässt sich der Lastgang – also die viertelstündlich erfassten, durchschnittlichen Leistungswerte einer Verbrauchsstelle – kaum optimieren, der Netzausbau muss sich an den Spitzenlasten orientieren und Backup-Kraftwerke bleiben weiterhin betriebsnotwendig.

»Aufgrund der sehr komplexen Anpassungsprozesse der Stromnetze an die Anforderungen der Stromproduzenten und der Verbraucher sowie an den sich verändernden Transportbedarf, kann man nicht auf fertige Blaupausen zurückgreifen«, so der saarländische Wirtschaftsminister Heiko Maas. »Das Projekt in Saarlouis ist insofern sogar zwei Schritte voraus, da es auch vorbildlich verdeutlicht, dass smarte Netze die Basis für smarte Dienste schaffen und neue Angebote zum Kundennutzen und Wertschöpfungspotenziale für die Versorgungsunternehmen entwickelt werden können.«

Im Projekt Peer Energy Cloud entsteht im Stadtgebiet von Saarlouis ein Micro Grid, das sich aus circa 100 Haushalten mit mehreren Photovoltaikanlagen zusammensetzt, die über die Cloud und Glasfaserleitungen miteinander verbunden sind. Es wird von den dortigen Stadtwerken aufgebaut und betreut. Bei der Konfiguration der beteiligten Systeme haben die Projektmitglieder Neuland betreten.

Private-Cloud im Einsatz

Verschiedene Aspekte sind hierbei zu beachten: Besonders wichtig für ein Micro Grid sind neben einem gut ausgebauten sowie verbrauchsgerecht zu steuernden Stromnetz sehr schnelle und sichere Datenverbindungen, um die enormen Datenmengen aus der Sensorik überhaupt versenden und in Echtzeit verarbeiten zu können. Gleichzeitig muss die Anonymität der teilnehmenden Haushalte gewahrt bleiben, was eine große Herausforderung für alle beteiligten Systeme darstellt.

Alle Stromverbrauchsquellen eines Hauses müssen sensorisch überwacht und über integrierte Monitoringplattformen mit den anderen Smart Micro Grids verbunden werden. »Es kommen einfache Plug-in-Sensoren zum Einsatz, die Daten über Bewegungen, Feuchtigkeit, Licht, Temperatur, Strom oder Lärm liefern«, so Dr. Joachim Schaper, Forschungsleiter der AGT. Er ist einer der Partner im Projektkonsortium.

»Wenn Gebäudesensoren durch Autokonfigurationsfunktionalität und semantisch hochwertige Schnittstellen ergänzt werden, ist eine Reihe weiterer Mehrwertdienste und Geschäftsmodelle möglich, die sowohl für die Stadtwerke als auch für die Verbraucher interessant sind.«

Das Peer Energy Cloud-Partnerkonsortium erforscht sichere, energiebezogene Peer to Peer Cloud-Dienste für die Energieverteilung der Zukunft. Beteiligt an dem Projekt sind das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), dasÜberwachungs- und Analyse-Unternehmen AGT, sowie Seeburger und die Stadtwerke Saarlouis.

»Erste Pilotanwender sind eingebunden. Zur Übertragung vertraulicher Daten innerhalb des Smart Micro Grids steht eine gesonderte, gesicherte Glasfaserleitung zur Verfügung. Die persönlichen und hochaufgelösten Verbrauchsdaten werden in einer spezialisierten Private Cloud-Infrastruktur mandantensicher gespeichert und sind nur pseudonymisiert für autorisierte Zugriffe zugänglich«, so Dr. Ralf Levacher, Geschäftsführer der Stadtwerke Saarlouis.

Integration der Komponenten

Erst wenn Eigenheime, Smart Grids und dynamisch reagierende Strommärkte entsprechend eng miteinander vernetzt sind, so Holger Kirchner von Seeburger, habe man die Grundlage für eine intelligente Energieverteilung auf allen Ebenen geschaffen, die gleichzeitig auch genügend Anreize für alle Teilnehmer biete. »Ein entscheidender Erfolgsfaktor ist dabei die vollständige Integration aller Systemkomponenten.«

Wichtig ist in diesem Zusammenhang auch Technologien und Schnittstellen fortwährend weiterzuentwickeln, um die in den Häusern installierten Sensoren und die über die Cloud angebundenen, verarbeitenden Kommunikationswege sowie -plattformen zu optimieren, und gleichzeitig die Privatsphäre der Eigenheime über neue Sicherheitskonzepte wie Privacy Profile zu schützen. Dies bestätigt auch Professor Dr. Wilfried Juling vom Karlsruher Institut für Technologie: »Die Integration von Informations- und Kommunikationstechnologien spielen bei der Peer Energy Cloud eine zentrale Rolle.«

Dabei gehe es besonders auch darum, vertrauenswürdige Umgebungen zu schaffen, um solche zukünftigen kritischen Infrastrukturen sicher und verlässlich zu beherrschen. Nach Ansicht von Tanja Simon, Marktgebietsleiterin Firmenkunden der Deutschen Bank, verbindet das Vorhaben ökonomischen Erfolg mit ökologischer Nachhaltigkeit. So ist das erste echtzeitfähige Smart Metering aus Smart Homes in Saarlouis auch ein Projekt, um Widerstände auf Seiten von Politik, Wirtschaft und Verbrauchern zu überwinden.

Erschienen in Ausgabe: 05/2013