Smart Grids

Smart Grids sind „intelligente“ Energienetze, über die alle Akteure des Energiesystems über ein Kommunikationsnetzwerk miteinander interagieren. Sie ermöglichen ein energie- und auch kosteneffizientes Gleichgewicht zwischen einer Vielzahl von Stromverbraucher:innen, Stromerzeuger:innen sowie Stromspeichern. Durch die zentrale Steuerung von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) werden Erzeugung, Speicherung und Verbrauch kombiniert. Dazu benötigt es eine durchgängige Kommunikationsfähigkeit von Erzeugern hin bis zu Verbrauchern.  

Smart Grids: Bestandteil der Energiewende

Smart Grids sind besonders wichtig wenn es darum geht, zunehmend volatile Energieformen wie etwa Wind- oder Solarenergie in ein bestehendes Stromnetz zu integrieren. Auch dezentrale Erzeugungsanlagen, z.B. bei Energiegemeinschaften, können so besser inkludiert werden, da deren Produktion besser vorausgesagt werden kann. Kund:innen werden zunehmend auch zu Energielieferanten und dadurch wird die bisher bestehende Einbahn zum Gegenverkehr. Strom läuft nicht mehr nur vom zentralen Kraftwerk über das Netz zu den Endverbraucher:innen. Vielmehr kommt durch die kleinen PV-Anlagen auf verschiedenen Dächern der Strom aus zahlreichen kleineren Quellen zurück ins Netz.

Um zu verhindern, dass diese „unkoordinierten“ Energiezuflüsse zu einer Überforderung des Systems führen gibt es „Smart Grids“, die durch intelligente Vernetzung, Lastmanagement und Nachfrageflexibilisierung i die Netzauslastung stabil halten.

Die Vorteile von Smart Grids auf den Punkt gebracht

• Integration erneuerbarer Energien: Künftig kann der massiv steigenden Anteil an dezentraler Stromerzeugung in den bestehenden Verteilernetzbetrieb optimal integriert werden. Dadurch kann mehr nachhaltige Energie zur Deckung des Verbrauchs bereitgestellt werden.
• Dynamische Steuerung: Eine bessere Abstimmung zwischen volatiler Erzeugung und flexiblem Verbrauch. Sie liefern einen Beitrag zur effizienten Nutzung der Infrastruktur, der Netzstabilität und der Versorgungssicherheit.
• Netzoptimierung: Optimierung des Gesamtsystems etwa durch flexible Tarifmodelle, virtuelle Kraftwerke, bessere Nutzung bestehender oder zukünftig notwendiger Strominfrastruktur sowie Investitionen.
• Kostenoptimierung: Minimierung der Mehrkosten für den Umbau des Energiesystems. Durch die Integration erneuerbarer Energien können Kosten für Energieträger und CO2-Emissionen reduziert und die Energieeffizienz verbessert werden.

Was wird benötigt am Weg zum Smart Grid?

Es gibt sowohl technische, als auch rechtliche und ökonomische Herausforderungen, wenn es um die Umsetzung des Smart-Grid-Ansatzes geht. Dabei müssen eben die einzelnen Komponenten der Stromerzeugung – dezentrale Anlagen, dezentrale Speicher etc. – kommunikativ vernetz werden.

Das intelligente Netz hat dabei drei Dimensionen: Information, Interaktion und Integration. Information bedeutet, dass stets der aktuelle Zustand des „Gesamtsystems“ und die Fähigkeit der Kommunikation im gesamten Stromnetz gegeben sein muss. Interaktion ist die Steuer- und Regelmöglichkeit sowohl der Netzinfrastruktur, als auch der Stromerzeugungsanlagen sowie der Verbraucher und Speicher. Integriert beschreibt die Inklusion von kleineren Energieerzeugern am An- und Verkauf von Energie über die Märkte.

Visionen der Gegenwart und Zukunft

Ein großer Vorteil, den Smart Grids mit sich bringen, sind die Smart MeterSmart Meter sind digitale Stromzähler, die in den nächsten Jahren großflächig eingebaut werden. Sie messen zeitnah (alle 15 Minuten) den Energieverbrauch und übermitteln einmal täglich…. Diese machen das Netz auch für die Verbraucherseite intelligent, da hier der Verbrauch nachvollzogen und optimiert werden dann. Zudem können Smart Home Lösungen, die genau dann Strom verbrauchen, wenn viel vorhanden ist, zu einer effizienten Nutzung der Stromnetze und vorhandenen Energie beitragen.

Auch Entwicklungen in der E-Mobilität lassen einen erhöhten Energiebedarf zu gewissen Spitzenzeiten entstehen. Innovative Ladelösungen könnten dazu beitragen, dass die Zeitdifferenz von Energieerzeugung und -bedarf ausgeglichen wird. Etwa intelligente Wallboxen, die zeitverzögertes Laden ermöglichen um Spitzen abzuflachen, oder die (Zwischen-)Speicherung von Energie in den Fahrzeugbatterien, durch sogenanntes bidirektionales LadenBeim bidirektionalen Laden wird Energie in beide Richtungen ausgetauscht, das E-Auto wird nicht nur mit Strom aufgeladen, sondern kann diesen auch abgeben. In der Zwischenzeit….