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Smart Grid: Warum es der Schlüssel zur Energiewende ist

Einführung Smart Grid

Was ist ein „Smart Grid“? Wie wird das Stromnetz intelligent? Die Definition

Smart Grid bedeutet „intelligentes Stromnetz“. Es ist ein selbst verwaltendes Stromnetz mit Grundelementen, die selbständig untereinander Informationen transportieren können. Typischerweise sind die Bestandteile wie StromerzeugernSpeichernelektrischen Verbrauchern und Netzbetriebsmitteln. Diese Elemente können untereinander überwachen und kommunizieren, um den Betrieb laufend zu halten und effizient zu gestalten. Damit können sie selbst Fehler erkennen und beheben, Strom nach Bedarf erzeugen, steuern und verteilen. All das dient dazu, um Strom stabil und effizient zu liefern.

So ein Stromnetz setzt zwei Sachen voraus:

  1. Alle Bestandteile sind „smart“. Das bedeutet, sie verfügen alle eine gewisse Rechenleistung. Zumindest sind sie in der Lage, Daten zu verfassen.
  2. Alle Bestandteile sind miteinander zweifach verbunden. Erstens sind sie grundsätzlich mit Strom verbunden und versorgt. Zweitens sind sie mit Internet ununterbrochen verbunden, um Echtzeit Daten zu transportieren.
Smart Grid: So sieht ein "Stupid Grid" aus - Konventionelle Stromnetze.
Das konventionelle Stromnetz: Man muss nur dafür sorgen, dass Strom erzeugt und danach geliefert wird.
Smart Grid: Es bestehen grundsätzlich zwei Verbindungen: Internet und Strom.
Smart Grid: Es bestehen grundsätzlich zwei Verbindungen: Internet und Strom.

Wozu braucht man Smart Grid? Was für Probleme will es lösen?

Smart Grid löst zwei Probleme der Energieversorgung. Eins davon ist bereits vorhanden, eins davon entsteht gerade.

Problem 1: Energie Verschwendung

Heute genießt man viel Komfort, das man früher nicht bekommen hat. Darunter die stetige Stromversorgung, die keine Selbstverständlichkeit ist. Um diese Konstanz zu ermöglichen, setzt man heute eine Verschwendung voraus: Man produziert grundsätzlich mehr Strom, als man braucht, damit weder Fabriken, noch Schulen oder Privathaushalte ohne Strom auskommen muss.

Das erzeugt eine große Energieverschwendung. Mit Smart Grid kann man den Strombedarf messen und regulieren, sodass Strom dann produziert wird, wenn man braucht.

Problem 2: Dezentrale Energieversorgung

Das zweite Problem ist neu. Früher hatte man einen Kernversorger: Ein Kraftwerk kann mehrere tausende Haushalte versorgen. Und die Infrastruktur ist auch dafür festgelegt. Heute kommen immer mehr andere Energiequellen ins Spiel. Beispiele dafür sind Solaranlagen und Windkraftanlagen, die nur keinere Menge von Strom abgeben, dennoch sind sie Teil der gesamten Energieversorgungsnetze.

Diese Energiequelle braucht trotz deren dezentralen Eigenschaften Regulierung. Deshalb entsteht dadurch einen hohen Verwaltungsaufwand. Dazu kommt noch, dass der Strompreis noch über die Strombörse gehandelt wird, sodass der Strompreis eigentlich nicht stabil bleibt.

Smart Grid: Kilowattstunde
Was bedeutet eine Kilowattstunde?

Wie kann Smart Grid diese Probleme lösen?

Ein intelligentes Stromnetz setzt voraus, dass viele, wenn nicht alle Elemente, die Strom verbrauchen, mit Internet verbunden sind. Der erste Schritt wird sein, dass der Stromverbrauch zuerst smart gemessen wird. Dazu benötigt man einen intelligenten Stromzähler.

Das, was der Smart Meter, also ein intelligenter Stromzähler, von einem konventionellen Zähler unterscheidet, ist ihre Rechenleistung und die Verbindung zum Internet. Ein Smart Meter überwacht den Stromverbrauch und sendet Daten permanent. Der direkte Vorteil ist das Sparen der Personalkosten. Da die Werte direkt übers Internet abgelesen wird, kann man die Fahrt und Arbeitsstunden der Elektriker ersparen.

Smart Meter - konventioneller Stromzähler
So sieht ein konventioneller Stromzähler aus.
Smart Grid: Intelligenter Stromzähler
Smart Grid: So sieht ein intelligenter Stromzähler aus.

Das intelligente Stromnetz enthält ein intelligentes Überwachungssystem, das den Fluss der gesamten elektrischen Energie im System aufzeichnet. Die Stromquelle kann vielfältig sein: Sowohl von Kraftwerken als auch Sonnenenergien oder Wind Energien. Außerdem kann so ein Netz den Verbrauch regulieren, um Strom zu sparen. Wenn Strom billig ist, können Verbraucher bestimmte Haushaltsgeräte wie Geschirrspüler einschalten. Auch Fabriken können davon profitieren, in dem sie mehr produzieren, wenn Strom günstig ist. Wenn der Moment erreicht, dass der Strombedarf besonders hoch ist und Strom teurer wird, können einige nicht erforderliche Geräte ausgeschaltet werden, um den Verbrauch zu verringern.

Eine dezentrale Stromversorgung braucht intelligente Stromnetze

Der Idealfall wäre, dass Verbraucher und Energieversorger die Rollen jederzeit austauschen können. Wer eine Solaranlage installiert hat, wird das „Problem“ erleben, dass sie im Sommer viel Strom haben, mehr, als sie selbst verbrauchen können, und im Winter kaum Strom damit erzeugen können.

Aber für einzelne Haushalte ist es unrealistisch und unwirtschaftlich zu empfehlen, dass sie für Eigennutzung sowohl Windkraftanlagen, als auch Solaranlagen installieren sollen. Viel sinnvoller wäre, Familien mit Sonnenenergien im Sommer den Überschuss an Familien mit Windkraftanlagen vermitteln können. Und im Winter andersrum. Die Schwierigkeit liegt aber darin, dass das Versorgungsnetz und die Bedarfsermittlung gemeinsam funktionieren müssen. Dafür ist Smart Grid perfekt geeignet.

Warum ist Smart Grid besonders wichtig für die Photovoltaik Industrie?

https://www.zhihu.com/question/19731791/answer/27169744

Warum sind Daten für Stromnetze wichtig?

Was macht das Stromnetz intelligent?

  • Observable
  • Controlable
  • Self Adaptive
  • Self Healing

https://zhuanlan.zhihu.com/p/19924709

Was sind die Vorteile der Smart Grids?

Warum ist Smart Grid schwierig für die Umsetzung?

Was kann Smart Grid für normale Verbrauchern tun?

Warum hilft Smart Grid auch, dem Umwelt zu verbessern?

Was ist „Smart Metering“?

Was ist Internet of Things (IoT)?

Internet of Things is ein ganz wichtiger Begriff für Smart Grid.

Hat Big Data auch damit zu tun??

Internet of Energy (IoE): Ist das die Zukunft der Energieversorgung?

Was bedeutet Smart Grid für normale Verbraucher?

Chi Zhang

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