Welche Kommunikation erfordert ein Smart Grid?

Die Regenerativstrom aufnehmenden Nieder- und Mittelspannungsnetze brauchen eine robuste Kommunikationsinfrastruktur. Enrico Nauck vom Fraunhofer ESK gibt einen Überblick über praktisch erprobte Smart Grid-Anwendungen und die hierzu passenden Kommunikationstechnologien.

Welche Kommunikation erfordert ein Smart Grid? Die zentralen Säulen der Energiewende sind der weitere Ausbau erneuerbarer Energien, die Optimierung der Nutzung der Versorgungsnetze durch mehr Kommunikation und Intelligenz (Smart Grid) sowie die Steigerung der Energieeffizienz auf Seiten der Letztverbraucher. Eine besondere Rolle spielt die Energieerzeugung aus Wind und Sonne, die sich durch eine hohe wetterbedingte Volatilität auszeichnet; eine längerfristig prognostizierbare Einspeiseleistung in das elektrische Netz ist hierbei nicht gegeben. Photovoltaik wird hierbei im Wesentlichen vor allem in den südlichen Bundesländern Bayern und Baden Württemberg in Niederspannungsnetze, Windenergie in den nördlichen Bundesländern in die Mittelspannungsnetze eingespeist.

Wenn Lastspitzen die Kapazität dieser Netze zu überschreiten drohen, muss die Einspeiseleistung zeitweise reduziert werden. Alternativ können auch Letztverbraucher zur Reduzierung dieser Lastspitzen beitragen. Eine Möglichkeit ist die Lastverschiebung. Das bedeutet, dass die Lastverschiebung, soweit möglich, die Nutzung der elektrischen Verbraucher in solche Zeiten verlagert, in denen besonders viel erneuerbare Energie in das lokale Verteilnetz eingespeist wird. Den ökonomischen Anreiz für den Letztverbraucher liefern dazu dynamische Tarifmodelle. Bei neuartigen Verbrauchern wie Elektrofahrzeugen besteht außerdem die Möglichkeit, dass der Ladevorgang gezielt über die Leitstellen des Netzbetreibers gesteuert wird.

Eine kommunikative Erschließung der Mittel- und Niederspannungsnetze erlaubt den automatisierten Betrieb der Netze sowie deren bessere Auslastung. Dazu ist eine vielschichtige Kommunikationsinfrastruktur erforderlich. Diese ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung des Zustandes der Verteil- und Übertragungsnetze, eine Steuerung der Komponenten in diesen Netzen, die Optimierung der Abstimmung von Verbrauch und Einspeisung sowie die Übertragung dynamischer Tarifstrukturen an Smart Meter und deren zeitnahe Fernauslesung. Einen zentralen Punkt bildet hierbei die Frage, welche Anwendung welche Kommunikationstechnologie erfordert.

Im einzureichenden Beitrag werden dazu die unterschiedlichen Anforderungen für verschiedene Anwendungen im automatisierten Nieder-/Mittelspannungsnetz untersucht und beschrieben. Anhand einer Recherche in Standards und Empfehlungen sowie in bereits in der Realität erprobten Anwendungen werden die Anforderungen an die Kommunikationstechnik beschrieben. Das Ergebnis zeigt eine Übersicht über ausgewählte Smart Grid Anwendungen, deren Anforderungen sowie jeweils dafür geeignete Kommunikationstechnologien. 

Der Vortrag von Enrico Nauck vom Fraunhofer ESK, »Welche Kommunikation erfordert ein Smart Grid?« wird um 10:15 Uhr am 23. Oktober 2014 in Session 5 des 4. Energie&Technik Smart Home & Metering Summits in München gehalten.

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