Strommasten auf einer Wiese vor Bergen
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05.02.2019 Fachinformation 3291 0

Energieversorgung – Transformation der Energiewelt

Die variierende Solarstrahlung und das wechselnde Windangebot sorgen für zunehmend häufige, schnelle und intensive Lastwechsel. Das erfordert den Umbau des Energieversorgungssystems, das gleichermaßen flexibel, effizient und volkswirtschaftlich sinnvoll arbeitet.

Die Visionen, wie die Energieversorgung von morgen aussehen könnte, sind bereits farbenprächtig ausgemalt: Der saubere Strom für das E-Auto, die Brennstoffzellenheizung und das Smart Home, das automatisch für die leere Vorratskammer nachbestellt, wird von der Photovoltaikanlage auf dem Dach geliefert. Wenn Solarflaute herrscht, beziehen die Verbraucher den Strom aus dem öffentlichen Netz.

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Sebastian Kosslers

Eine intelligente Einspeisekommunikation sorgt dafür, dass die Batterie immer dann lädt, wenn Strom besonders günstig ist, stellt aber gleichzeitig sicher, dass sie stets ausreichend voll beladen ist, damit einer Spritztour nichts im Wege steht. Prosumer-Einheiten, wie die Batterie des Elektrofahrzeugs oder der Solarspeicher im Keller, tragen dazu bei, Lastspitzen abzufangen und das Stromnetz stabil zu halten. Smart Grids, ausgestattet mit tausenden Sensoren und intelligenten Komponenten, managen in Sekundenschnelle und automatisch die rasch wechselnden Anforderungen im Netz. Solaranlagen, Autos, Heizungen, Batterien – all diese Komponenten werden Teil eines modernen Energie-Ökosystems sein.

Je mehr Einheiten mitwirken desto flexibler wird das gesamte System – und desto und desto weniger Kosten fallen für den Netzausbau an. Auch ein technisch völlig uninteressierter Bürger kann unkompliziert und sicher in dieser neuen Energiewelt agieren, denn alle beteiligten Technologien lassen sich intuitiv, sicher und komfortabel bedienen.

Neue Akteure, branchenübergreifende Kommunikation

Ganz so weit ist es nicht, aber die Energiewelt entwickelt sich in rasanten Schritten. Experten, wie zum Beispiel jene im System Komitee „Smart Energy“ (DKE/K 901) sind sich einig, dass die nahe Zukunft der Energieversorgung von einem branchenübergreifend hohen Vernetzungsgrad geprägt sein wird. Dabei sind zahlreiche Händler-Konsumenten-Konstellationen sowie der Markteintritt völlig neuer Akteure möglich. Sicher ist: In der digitalisierten Welt wird es vor allem darum gehen, wie anwenderfreundliche Produktlösungen geschaffen werden können, die reibungslos miteinander kommunizieren. Die im Expertenteam „Netzleittechnik“ (DKE/K 952) entwickelten Systemansätze beschränken sich deshalb schon längst nicht mehr nur auf das Stromnetz.

Heute gilt es, althergebrachte Denkmuster, Barrieren und Vorbehalte zwischen Netzbetreibern, Vertretern der erneuerbaren Energien, der Automobilindustrie und IT- und Kommunikationstechnologie abzubauen. Die Fachdiskussionen, beispielsweise im Normungsgremium „Systemaspekte der elektrischen Stromversorgung (DKE/K 261), spielen dabei eine große Rolle, Technologien aus unterschiedlichen Branchen und Philosophien zusammenzubringen.


Interview mit Dr. Michael Stadler

Interview mit Dr. Michael Stadler

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Es müssen Standards entwickelt werden, mit denen ein offener Datenaustausch möglich ist

Im Interview mit Dr. Michael Stadler sprechen wir über die Zukunft intelligenter Stromnetze, Unterschiede in der Kultur zwischen den USA und Europa, die dezentrale Energieversorgung in Deutschlad und warum Kostenwahrheit bei Strompreisen unerlässlich sein wird.

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Digital Energy Twins – Das Energienetz als Datenmodell

Digitale Twin Business- und Industrieprozessmodellierung
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Eine ebenso wichtige Rolle bei der intelligenten Digitalisierung werden Digital Twins einnehmen. Digital Twins sind virtuelle Abbilder von physischen Objekten oder Systemen wie etwa Schalter, Speicher oder ganzen Windkraftanlagen. Das Expertenteam „Netzleittechnik“ (DKE/K 952) entwickelt hierzu international anerkannte Lösungen und bringt diese im IEC-Pendant „Power systems management and associated information exchange“ (IEC/TC 57) ein.

Als Komponenten sind Sensoren und Konnektivität eine Grundvoraussetzung für das Konzept der Datenmodellierung. Mit der IEC-Normenreihe 61850 „Communication networks and systems for power utility automation“ sind auf diese Weise softwareunabhängige und somit hochflexible Datenmodelle aller Player im Energienetz der Zukunft möglich. Darüber hinaus verfügen Digital Twins über definierte Datenstrukturen, die Analytics-Funktionalitäten ermöglichen und ein User Interface, das die relevanten Daten visualisiert. Die Benutzeroberfläche ermöglicht die Überwachung und Steuerung der realen Gegenstücke. Die digitale Kopie eines Hauses unterstützt die vernetzte Steuerung von Hardware, wie Lichtelementen, Klimatisierung, PV-Anlage, Solarspeicher und Ladesäule, wobei die Auswertung der Daten eine individuelle und optimierte Anpassung an die Nutzung durch die Bewohner ermöglicht.

Ähnliches ist für ganze Städte denkbar: Hier könnten beispielsweise Daten zur Verkehrssteuerung, zum Parkraummanagement und für die Straßenbeleuchtung unter Berücksichtigung aller verfügbaren Daten effizient gesteuert werden. Für Kraftwerkparks bedeuten Digitale Zwillinge eine kontinuierliche Überwachung und vorausschauende Wartung. Die Normenreihe IEC 61850 liefert das grundlegende Übertragungsprotokoll für alle möglichen Anwendungsfälle. Eine ganz wesentliche Voraussetzung für die Interoperabilität verschiedener Systeme stellt das „Smart Grid Architecture Model“: Es wurde entwickelt, um Smart Grid-Anwendungen zu standardisieren und ihre optimale Vernetzung zu ermöglichen.

Saubere Energie für alle

In Deutschland ist die Entwicklung der Energiewelt von morgen stark vom Verbraucher getrieben. Der Wunsch, unabhängig von Strompreisen und großen Kraftwerken zu sein, liegt hierzulande im Trend. In vielen ländlichen Regionen der Welt hingegen sind dezentrale, kleine Erneuerbare-Energien-Kraftwerke nicht selten der erste Schritt überhaupt in Richtung einer zuverlässigen Stromerzeugung. Eine Orientierung im Hinblick auf die Normenlandschaften bietet unter anderem die IEC-Normenreihe 63189 „Virtual Power Plants“ sowie die IEC-Serie TS 62898 „Microgrids“. Das Expertenteam „Systemaspekte der elektrischen Stromversorgung“ (DKE/K 261) richtet auch hier den Blick vor allem auf intelligente und autonome Kommunikationsmodelle sowie die Definition einheitlicher Schnittstellen. Durch eine aufeinander abgestimmte Struktur und Kommunikation unterschiedlichster Akteure wird ein flexibles und effizientes, durch dezentrale Prosumer-Einheiten geprägtes, Energiesystem ermöglicht – in Deutschland und weltweit.

Redaktioneller Hinweis:

Die im Text aufgeführten Normen können Sie beim VDE VERLAG erwerben.

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Übersicht der im Artikel aufgeführten Normen und Spezifikationen

Norm Titel
IEC 61850 Communication networks and systems for power utility automation
IEC 63189 Virtual Power Plants
IEC TS 62898 Microgrids

Auswahl beteiligter DKE-Gremien an Energieversorgung

Gremium Bezeichnung
DKE/K 952 Netzleittechnik
DKE/K 901 System Komitee Smart Energy
DKE/K 261 Systemaspekte der elektrischen Energieversorgung

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In der alltäglichen und gesellschaftlichen Diskussion ist sie ein ebenso großes Thema wie in der DKE – die Rede ist von der Energie. Unsere Normungsexperten bringen ihr Wissen aber nicht nur ein, um die Energieversorgung und –verteilung zukünftig „smart“ und dezentral zu machen, sondern leisten einen ebenso hohen Beitrag für den Betrieb elektrischer Anlagen und bei der flächendeckenden Verbreitung erneuerbarer Energien. Weitere Inhalte zu diesem Fachgebiet finden Sie auf unserer

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