Es ist an der Zeit für mehr Intelligenz und Leistung

Redakteur: Kristin Rinortner

Energieversorger müssen umdenken: Statt Ökostrom nur zu verkaufen, müssen sie auch die Flexibilität organisieren. Hierfür muss das Energiesystem über intelligente Kommunikationsnetze steuerbar werden.

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Heiko Tautor ist Head of Market Management Energy bei WAGO Kontakttechnik.
Heiko Tautor ist Head of Market Management Energy bei WAGO Kontakttechnik.
(Bild: © by manfred h. vogel / mhvogel.de)

Die Digitalisierung des Energiesektors schreitet voran. Ihr wesentlicher Treiber ist die Dezentralisierung des Energiesystems, bedingt durch den Ausbau der erneuerbaren Energien.

Solaranlagen und Windturbinen produzieren witterungsbedingt nur unstet Strom und müssen deshalb mit Speichern und flexiblen Stromverbrauchern gekoppelt werden, die Schwankungen austarieren. Das zwingt die Energieversorger zum Umdenken: Statt den Ökostrom einfach nur zu verkaufen, müssen sie auch die Flexibilität organisieren und vermarkten, die nötig ist, um das Stromnetz stabil zu halten. Hierfür muss das Energiesystem mit seinem analogen Netz über intelligente Kommunikationsnetze von der Produktion bis zum Verbrauch steuerbar werden – eine Mammutaufgabe.

Doch dass sie lösbar ist, zeigen etwa die ersten virtuellen Kraftwerke: Sie kombinieren Solaranlagen und Windturbinen mit Speichern oder industriellen Verbrauchern zu einem flexibel regelbaren Verbund, der den Netzbetreibern Regelleistung zum Ausgleich kurzfristiger Schwankungen bereitstellt.

Auch Power-to-Heat, Power-to-Gas und Power-to-Mobility gewinnen an Bedeutung. Der Ansatz: Stromüberschüsse werden in Wärme, Gas oder synthetische Kraftstoffe umgewandelt. Die Sektorenkopplung bietet neben der Entlastung des Stromnetzes den Vorteil, dass sie mit Wärme und Verkehr Bereiche in die Energiewende einbindet, die beim Klimaschutz bisher nur eine untergeordnete Rolle spielen.

Einen anderen Ansatz bieten intelligente Ortsnetzstationen. Sie erfassen wichtige Netzdaten und übertragen sie an den Netzbetreiber, sodass dieser bei Störungen schnell gegensteuern kann. Auch die Windkraft wird fit für das Smart Grid, indem die Anlagen und Umspannwerke mit moderner Steuerungs- und Messtechnik ausgestattet werden. Bei einer Störung kann die Leitwarte sofort reagieren.

Cloud-Anwendungen helfen den Energieversorgern und Netzbetreibern, die Herausforderungen der Energiewende zu meistern. Aktuelle Software liefert Daten zur Netzüberwachung und Steuerung und errechnet anhand der Leistung der Anlagen und von Wetterprog­nosen die voraussichtlich erzeugte Strommenge oder erstellt Prognosen zu künftigen Netzzuständen. Die ersten Unternehmen nutzen die Cloud bereits. Messdaten werden aus dem Feld in die Cloud gespielt, so haben die Unternehmen die Zustände des Netzes in Echtzeit im Blick und können sie detailliert analysieren. Das hilft ihnen, den Zubau dezentraler Energieversorger wie Photovoltaikanlagen und zusätzliche Abnehmer wie Elektrofahrzeuge im Netz zu managen und dabei die Netzausbaukosten im Rahmen zu halten.

WAGO liefert für fast alle bereits verfügbaren Smart-Grid-Anwendungen die Schlüsseltechnik: Seine Steuerungen messen, steuern und regeln in virtuellen Kraftwerken, intelligenten Ortsnetzstationen und in Windparks. Die Controller PFC100 und PFC200 werden mit nur wenigen Handgriffen zum IoT-Device – durch eine Firmware­erweiterung und die Programmierung einer IEC-Applikation mit der entsprechenden Bibliothek. Anschließend können die Controller selektierte Werte aus der Feldebene automatisch in definierbaren Intervallen in die Cloud übertragen. Die Kommunikation über das Protokoll MQTT wird dabei durch eine verschlüsselte VPN-Verbindung abgesichert.

Sicherheit ist ein zentraler Aspekt, denn werden Energieerzeuger achtlos mit dem Internet verbunden, kann das schlimme Folgen haben. Hacken sich Cyberkriminelle in die Steuerungen der Anlagen und schalten sie ab, steht die Energieversorgung auf dem Spiel, drohen im Worst Case sogar flächendeckende Blackouts. Betreiber kennen mittlerweile die Gefahren, und Cyber Security gewinnt an Bedeutung.

Die heute verfügbare IT und Steuerungstechnik wird nicht ausreichen. Für den weiteren Energiewende-Prozess benötigen wir Systeme, die noch smarter und leistungsfähiger sind.

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