Smart Grid: Definition, Vorteile, Nachteile und warum wir damit dem Blackout entgehen

Derzeit ist das Stromnetz größtenteils zentralisiert, und Strom fließt wie in einer Einbahnstraße von Großkraftwerken über Verteilernetze zu den Verbrauchern. Mit dem zunehmenden Einsatz erneuerbarer Energien und steigendem Strombedarf ist es jedoch an der Zeit, auf intelligente Technologie umzusteigen.

In den kommenden Jahren werden alle Haushalte mit digitalen Stromzählern ausgerüstet. Diese Zähler erfassen den Stromverbrauch in Echtzeit und ermöglichen es den Verbrauchern, ihren Stromverbrauch genauer zu verfolgen und somit effizienter zu nutzen. Wenn sie mit einer Kommunikationseinheit verbunden sind, werden diese digitalen Zähler zu Smart Metern. Diese intelligenten Messsysteme sind auch für das Smart Grid von Nutzen, da sie Echtzeitdaten zur Stromerzeugung und zum -verbrauch übertragen können.

Das Smart Grid erhält somit nicht nur Informationen darüber, wo und wie viel Energie gerade verbraucht wird, sondern auch über die Herkunft des Stroms. Dies ist besonders wichtig bei der Integration erneuerbarer Energien wie Wind- und Photovoltaikanlagen in das Stromnetz.

Smart Grid: Definition Vorteile von intelligenten Stromversorgungsnetzen Nachteile Smart Grid Haitis 10 Jahre Solarprojekt: Ein Lichtblick in schweren Zeiten Smart Meter: Wann ist mit flächendeckender Installation zu rechnen?Smarte Zähler: Sicherheitsstandards und alltägliche Anwendung

Smart Grid: Definition

Intelligente Stromnetze, sogenannte Smart Grids, sollen Deutschland bei der Energiewende unterstützen. Es geht darum, den Umstieg auf erneuerbare Energien zu erleichtern und die Stromversorgung sicherzustellen. Dafür mussten neue Möglichkeiten gefunden werden, mit denen Stromerzeugung und -verbrauch besser aufeinander abgestimmt werden konnten. Mit den traditionellen Stromversorgungsnetzen war das nicht möglich, denn diese sind auf einen gleichmäßigen Energiefluss ausgelegt. In dieser Form wird Strom von Kohle- und Atomkraftwerken produziert und verteilt. Erneuerbare Energien hingegen sind nicht beständig, da sie vom Wind und von der Sonneneinstrahlung abhängig sind. Außerdem müssen die sogenannten Prosumer berücksichtigt werden, die eine Mischung aus Stromproduzent und -konsument sind. Private Photovoltaikanlagen machen dies möglich.

Energieerzeuger, Verbraucher und Speicher kommunizieren miteinander

Die ungleichmäßige Produktion und gleichzeitig steigende Nachfrage nach Strom hat neuartige Stromnetze nötig werden lassen. Sie erlauben die Kommunikation der Erzeuger, Verbraucher und Speicher untereinander, außerdem machen sie die Datenübertragung in beide Richtungen möglich. Daher sind nicht nur Strom-, sondern auch Datenleitungen vonnöten. Die neuen Netze sind in der Lage, Leistungsschwankungen auszugleichen, sodass eine zuverlässigere Stromversorgung möglich ist.

Dies geschieht über eine Steuerungszentrale, die das „Internet der Energien“ ausmacht. Dadurch wird der Daten- und Informationsaustausch zwischen fossilen Energiekraftwerken, der teilweise regionalen und nicht immer gleichmäßigen Energieproduktion aus erneuerbaren Energiequellen, den Speichern und Verbrauchern möglich.

Smart Grids bestehen dafür aus der Sensorik (Messeinrichtungen) und der Aktorik (Steuerkomponenten). Herzstück sind die Messsysteme, die Smart Meter beim Verbraucher.

Alle haben Angst vor dem Blackout! (Foto: AdobeStock – 552300520 bluedesign)

Vorteile von intelligenten Stromversorgungsnetzen

Über die Smart Meter und das Internet of Things werden die produzierte sowie die verbrauchte Strommenge erfasst.

Erneuerbare Energiequellen können miteinander kombiniert werden und bieten verschiedene Vorteile:

Erhöhte Transparenz in Bezug auf Stromproduktion und Verbrauch.
Möglichkeit zur genauen Abrechnung des Energieverbrauchs.
Anpassbare Verteilung von Stromressourcen.
Präzise Ressourcensteuerung zur Optimierung der Auslastung.
Gewährleistung einer stabilen Stromnetzinfrastruktur.
Die Möglichkeit, mehrere kleine Energieerzeuger zu virtuellen Kraftwerken zu kombinieren.

Nachteile Smart Grid

Der größte Kritikpunkt betrifft die Menge an gesammelten Daten.

Viele Verbraucher haben diesbezüglich Bedenken, allerdings sind die Datenschutzbestimmungen sehr streng und mit den Sicherheitsregelungen bei Banken vergleichbar.

Nachteilig sind zudem die Kosten für den Wechsel des Zählerschranks, sofern dieser für den Einbau der Smart Meter modernisiert werden muss.

Dies Kosten dafür können im vierstelligen Bereich liegen.

Video: Smart Grid in 3 Minuten erklärt

Keine Panik beim Blackout: Darum brauchen wir Smart Grids

Alle haben Angst vor dem Blackout! Nicht zuletzt dank der Medien sind viele Haushalte inzwischen bestens für einen Stromausfall ausgerüstet und haben Lebensmittel sowie Dinge des täglichen Bedarfs gebunkert.

Doch dank der neuen Stromnetze soll der Blackout unwahrscheinlich werden, weil die Stromerzeugung an den tatsächlichen Bedarf angepasst wird.

Lastspitzen sollen vermieden werden, die Energiewende wird immer noch zielgerichtet, aber deutlich sicherer verfolgt.

Smart Grids sind damit zur bestmöglichen Energieversorgung wichtig und sollen für die nötige Stromstabilität sorgen.

An dieser Stelle wird zudem Künstliche Intelligenz einbezogen, die die modernen Netze optimieren soll.

Smart Grid: Die digitale Revolution im Energiemanagement

Ein Smart Grid, oder intelligentes Energienetz, ist eine innovative Lösung zur Steuerung und Optimierung der Energieverteilung in unserem Stromnetz. Es nutzt moderne Technologien und fortschrittliche Kommunikationssysteme, um den Energieverbrauch effizient zu steuern und das Stromnetz vor Überlastung zu schützen. Doch wie genau funktioniert dieses intelligente Netzwerk?

Ein Smart Grid, oder intelligentes Energienetz, ist eine innovative Lösung zur Steuerung und Optimierung der Energieverteilung in unserem Stromnetz. ( Foto: AdobeStock – AREE)

Flexibles Energiemanagement – die Antwort auf schwankende Energiebedürfnisse

Das Smart Grid erkennt und reagiert auf Schwankungen im Energieverbrauch, die beispielsweise durch saisonale Veränderungen, Wetterbedingungen oder besondere Ereignisse verursacht werden. Durch den Einsatz von Sensoren und fortschrittlicher Technologie kann es den Energiebedarf präzise vorhersagen und den Stromfluss entsprechend anpassen. Dadurch wird eine effiziente Nutzung der verfügbaren Energie ermöglicht und Engpässe oder Überlastungen im Netz vermieden.

Beispiel: Die Herausforderung des Energieüberschusses

Die verstärkte Nutzung erneuerbarer Energiequellen wie Sonne und Wind führt dazu, dass zu bestimmten Zeiten mehr Strom produziert wird als benötigt wird.

Dieser Überschuss stellt das Netz vor Herausforderungen, da eine Überlastung vermieden und die erzeugte Energie sinnvoll genutzt werden muss.

In solchen Szenarien beweist das Smart Grid seine Vorteile als intelligente Energiemanagementlösung. Anstatt überschüssige Energie zu verschwenden, leitet das Smart Grid sie effizient um und optimiert so die Nutzung erneuerbarer Energien.

Eine Möglichkeit, überschüssige Energie zu nutzen, besteht in der Zwischenspeicherung in zentralen Energiespeichern.

Dadurch wird die Energie zwischengelagert und kann zu Zeiten mit geringerer Erzeugung genutzt werden, um den Bedarf zu decken und das Netz stabil zu halten.

Die SG Ready-Schnittstelle ermöglicht es dem Smart Grid, Energie direkt an Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen abzugeben. (Foto: AdobeStock – 613330154 John Martin)

Die SG Ready-Schnittstelle ermöglicht es dem Smart Grid, Energie direkt an Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen abzugeben.

Elektroautos können ihre Batterien aufladen, während Wärmepumpen die überschüssige Energie für die Beheizung von Wasser oder Räumen verwenden können.

Beispiel: Strommangel und steigender Energiebedarf

In Situationen mit geringem Stromangebot und hohem Energiebedarf, wie am späten Abend, wenn die Sonne nicht mehr scheint und Flaute herrscht, kann es zu einem Mangel an Energie kommen.

Strommangel und steigender Energiebedarf (Foto: AdobeStock – 613330022 John Martin)

Insbesondere dann, wenn viele Menschen nach Hause kommen und ihre Elektrofahrzeuge laden oder ihre Wärmepumpen einschalten. Ein Smart Grid eröffnet innovative Lösungsansätze für diese Herausforderungen. Es erkennt die Situation und kann entsprechend reagieren, um eine kontinuierliche Stromversorgung zu gewährleisten.

Video: Bleibt der Strompreis hoch oder steigt er gar? | Plusminus SWR

Das Smart Grid sorgt für eine effiziente Energiespeicherung in Zeiten des Überschusses. Die gespeicherte Energie kann dann bei Bedarf aus den Energiespeichern entnommen und ins Netz geleitet werden, um den Mangel auszugleichen.

Dadurch wird eine zuverlässige Stromversorgung auch in Spitzenzeiten sichergestellt.

Haitis 10 Jahre Solarprojekt: Ein Lichtblick in schweren Zeiten

Das Solarprojekt in Haiti feiert sein 10-jähriges Jubiläum, indem es trotz herausfordernder Umstände wie Bandengewalt, politischer Instabilität und Naturkatastrophen kontinuierlich grünen Strom für humanitäre Projekte in Haiti bereitstellt.

Haiti ist oft wegen seiner Krisen in den Schlagzeilen, darunter Hungersnot, Kriminalität und Naturkatastrophen. Dennoch gibt es auch positive Nachrichten.

Das Solar Smart Grid Tabarre (SSGT), das größte Solarsystem Haitis, wurde 2013 ins Leben gerufen und hat seitdem die Stromversorgung für medizinische Einrichtungen wie das nph-Kinderkrankenhaus St. Damien in Tabarre sichergestellt.

Zuvor waren diese Einrichtungen auf teure Dieselgeneratoren angewiesen, die sowohl finanziell belastend als auch umweltschädlich waren.

Das SSGT nutzt die Sonnenenergie effizient und trägt dazu bei, die Stromkosten zu senken. Zusätzlich wurde eine Berufsschule für Solartechnik ins Leben gerufen, um Haitianer in diesem Bereich auszubilden und das Wissen an die nächste Generation weiterzugeben.

Video: Solar Smart Grid – Nachhaltige Energieversorgung für Haiti

Eine von ehemaligen Absolventen gegründete Solarschulfirma ist heute für die Planung, Installation und Wartung von Solarkomponenten im gesamten Land verantwortlich.

Die stabile Stromversorgung durch das SSGT ist ein großer Meilenstein für die Bildungs- und Gesundheitsprogramme vor Ort, insbesondere inmitten der aktuellen Krisen, die den Zugang zu Treibstoff erschweren.

Die Umstellung auf erneuerbare Energien leistet auch einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz. Eine Erweiterung des SSGT, um den wachsenden medizinischen Programmen gerecht zu werden, ist bereits in Planung und wird bei einer internationalen Solarenergie-Konferenz am 21. Juli gefeiert.

Smart Meter: Wann ist mit flächendeckender Installation zu rechnen?

Die Einführung von Smart Metern ist unausweichlich. Doch für viele Stromkunden bleibt die Frage: Wann werden diese intelligenten Zähler in ihren Haushalten installiert? Bis zum Jahr 2032 sollen Smart Meter flächendeckend in Haushalten und Unternehmen implementiert sein.

Bereits im Jahr 2020 begann die gesetzlich vorgeschriebene Umstellung des Messwesens auf intelligente Messsysteme mit zertifizierten Smart-Meter-Gateways. In den kommenden Monaten und Jahren wird der Austausch durch den zuständigen Messstellenbetreiber durchgeführt, der oft auch der regionale Netzbetreiber ist.

Smarte Zähler: Sicherheitsstandards und alltägliche Anwendung

Die Sicherheit von Smart Metern wird durch strenge Standards sichergestellt. Im Alltag unterstützen Smart Grids dabei, den Stromverbrauch zu optimieren, Solarstrom effizient einzuspeisen und Heizungen intelligent zu steuern.

Elektroautos können automatisch geladen werden, wenn viel Strom verfügbar ist, und flexible Stromtarife ermöglichen Kosteneinsparungen. Die Integration mit Smart-Home-Systemen erlaubt zudem eine optimale Nutzung von preisgünstigem Strom.