Stromversorgung | Alternativen Energien Robo-Taxis sollen Strom frei Haus liefern

Bei einem längeren Stromausfall könnte die Trinkwasserversorgung zusammenbrechen, ebenso wie der Bahnverkehr, das Telefonnetz oder die Straßenbeleuchtung.

Die deutsche Stromversorgung ist sehr zuverlässig. Der Ausbau der erneuerbaren Energien und deren Schwankungen sind jedoch eine Herausforderung. Digitale Zwillinge und automatierte Elektrofahrzeuge sollen bei einem Stromausfall die Versorgung sicherstellen, daran forscht die Fraunhofer-Gesellschaft.

Forschende der Fraunhofer-Institute IESE, IISB und INT wollen die deutsche Energieversorgung unabhängiger von möglichen Netzausfällen machen, sie soll ‘ausfallsicher’ sein. Momentan springen bei einem Stromausfall Dieselgeneratoren ein, dieser Notfallbetrieb kann mit Kraftstoffreserven etwa drei Tage aufrechterhalten werden. Viele Kleinverbraucher wie Wasserpumpen oder Kommunikationsknoten sind aus Kostengründen nicht an solche Notstromaggreagate angeschlossen. Das Ziel der Forschenden ist es, diese Lücken zu schließen und eine langfristige Energieversorgung fütr Notfälle sicherzustellen.

Robo-Taxis liefern Strom frei Haus

Die Idee der Wissenschaftler: Vernetzte Elektrofahrzeuge mit mobilen Akkus im Gepäck sollen die benötigte Energie von den Erzeugern zu den Verbrauchern transportieren, die wiederum mit entsprechenden bidirektionalen Ladeschnittstellen ausgestattet sind. Nach Ansicht der Forscher könnte eine entsprechende Infratsruktur in zehn Jahren laufen.

Die Koordination der Elektrofahrzeuge, Erzeuger und Verbraucher soll dann digital über eine zentrale Leitstelle erfolgen. Eine eigens entwickelte Planungshilfe soll Städte bei der komplexen Steuerung unterstützen. Eine Laufzeit-Software-Plattform ermöglicht darüber hinaus künftig die Überwachung einer dynamischen und richtig priorisierten Energieversorgung mit autonomen Fahrzeugen. Die Software beantwortet und steuert, welche Verbraucher gerade mit Energie versorgt werden müssen, wer Strom zur Verfügung stellen kann und wo sich die einzelnen Robo-Taxis gerade befinden. Algorithmen berechnen das optimale Zusammenspiel aller Verbraucher, Transportsysteme und Ressourcen wie etwa Windräder, Solarpanels, Blockheizkraftwerke und Industrieanlagen.

Digitale Zwillinge gegen Störungen

Diese Echtzeit-Information über Energieangebot, -übertragungskapazität und -bedarf soll Krisenstäbe bei ihren Entscheidungen unterstützen, damit sie im Notfall schnell und effektiv auf wechselnde Situationen und Ereignisse reagieren können. Entscheidende Hilfsmittel sind Digitale Zwillinge, welche das komplette Energiesystem digital widerspiegeln. Die in einer Windkraftanlage verbaute Sensorik kann Daten digital bereitstellen und den jeweiligen Zustand der Anlage im Digitalen Zwilling zu speichern. So lässt sich für jeden Erzeuger und für jeden Verbraucher eine digitale Repräsentanz abbilden, die Informationen wie die verfügbare Strommenge, den aktuellen Energiebedarf sowie den Zustand des Transportsystems in Echtzeit liefert.

Pilotprojekt startet in Kaiserslautern

Im ersten Schritt wurde bereits im März dieses Jahres eine Machbarkeitsstudie des SmartKRIT-Konzepts für die Modellregion Kaiserslautern gestartet. Die Projektpartner prüfen, welche Rahmenbedingungen gegeben sein müssen, um die Energieversorgung mit E-Fahrzeugflotten zu realisieren. Faktoren wie die Anzahl und Reichweite der E-PKWs, die Ladezeit und Größe der Akkus, die Profile der Windkraft- und Solaranlagen werden berücksichtigt, um im Notfall die erforderlichen Routenpläne erstellen zu können. Dabei werden bestehende Lastprofile der städtischen Versorgungsanlagen herangezogen. Die Forschenden können auf existierenden Notfallkonzepten aufbauen und diese für den neuen Robo-Taxi-Ansatz analysieren, optimieren und flexibler gestalten.

Eine stabile Stromversorgung ist essentiell

In einer digitalen Welt wird Stromversorgung noch wichtiger, als sie es jetzt bereits ist. Der Klimawandel, Naturkatastrophen, Cyberangriffe oder neue Erzeuger im Zuge der Energiewende könnten die Stromversorgung zusätzlich gefährden. Bei einem lang anhaltenden Stromausfall könnte die Trinkwasserversorgung zusammenbrechen, ebenso wie der Bahnverkehr, das Telefonnetz, die Straßenbeleuchtung und vieles mehr. Momentan halten Dieselgeneratoren die Energieversorgung aufrecht, falls es zu Ausfällen kommt. Der Notbetrieb funktioniert über drei Tage, dann sind die Treibstoffreserven aufgebraucht. Viele Kleinverbraucher wie Wasserpumpen oder Kommunikationsknoten sind aber aus Kostengründen nicht an Notstromaggreagate angeschlossen.