Fraunhofer ISE koordiniert Projekt zur Integration erneuerbarer Energien in intelligente Stromnetze

Die zunehmende Integration von Strom aus erneuerbaren Energiequellen in das Stromnetz erfordert neue Managementkonzepte und eröffnet Potenziale in mehrfacher Hinsicht. Die intelligente Vernetzung dezentraler Energieerzeuger (z.B. Photovoltaik-Anlagen) und Lasten ermöglicht den weiteren Ausbau erneuerbarer Energien im Netz. Neben der Chance, aktiv am Energiemarkt teilzunehmen und die Stromkosten zu senken, wird über die intelligente Nutzung der erneuerbaren Energien auch eine Senkung der Spitzenlasten möglich. Unter der Führung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE (Freiburg) wird jetzt erstmals demonstriert, wie mit Hilfe eines integralen „Smart-Metering“-Konzepts (intelligente Stromzähler) alle Funktionen eines so genannten Smart Grid (intelligentes Netz) verwirklicht werden können.

Strom aus Photovoltaik und Kraft-Wärme-Kopplung
Im Rahmen des vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten InnoNet-Verbundprojekts DEMAX (Dezentrales Energie- und NetzMAnagement mit fleXiblen Stromtarifen) wurde ein innovatives Energiemanagement- und Kommunikationssystem entwickelt, mit dem dezentrale, gewerbliche und private Stromerzeuger am Energiemarkt teilnehmen können, berichtet das ISE in einer Pressemitteilung. Zentrale Komponente des Systems sei ein internetfähiges „Embedded System“ der neuesten Generation, das eine netzwerkbasierte Kommunikation über flexible Medien gestatte. „Um die erzeugte Energie auch lokal nutzen zu können, müssen Erzeugung und Nachfrage optimal aufeinander abgestimmt werden. So kann beispielsweise die Energie aus der Photovoltaik-Anlage direkt in die Elektrofahrzeuge gespeist werden und die Kraft-Wärme-Kopplungsanlage (KWK) in den Abendstunden ihren Beitrag zum Stromverbrauch liefern“, so Dr. Christof Wittwer, Leiter der Arbeitsgruppe Betriebsführung und Systemregelung am Fraunhofer ISE.

Intelligente Stromzähler und Komponenten ermöglichen virtuelles Kraftwerk
Verteilte vernetzte Energiesysteme im „Smart Grid“ benötigen zahlreiche Netzwerkverbindungen für Abruf und Rückmeldung der Systeme. Das Fraunhofer ISE erklärt, bei dem Smart-Metering-Konzept werde die gesamte Kommunikation für Abrechnung, Fernwartung, Prozessvisualisierung, usw. über einen gewöhnlichen Internetzugang abgewickelt, ohne nennenswerte Kosten der Datenübertragung zu verursachen. Für die Anbindung der so genannten „Smart Meters“ (intelligente Stromzähler) und der Anlagenkomponenten hätten die Forscher einen standardisierten DEMAX-Protokollumsetzer (Gateway) entwickelt. Die Gateways kommunizierten im lokalen Netzwerk über gesicherte Verbindungen und einen zentralen Proxyserver mit den Servicedienstleistern. Der Server kann beispielsweise in der Trafostation des Niederspannungsnetzes installiert werden und so alle beteiligten Anbieter wie Messdienstleister, Stromhändler und Netzbetreiber über redundante Internetverbindungen vernetzen. In der Praxis könne also ein übergeordneter „virtueller“ Kraftwerkbetreiber die Steuerung der Erzeuger und Lasten übernehmen, oder es erfolge eine indirekte Anforderung durch variable Tarife.

Innovatives Tarifsystem für private Stromerzeuger
„Wir realisieren in DEMAX eine automatisierte lokale Optimierung des Betriebs, indem innovative Regelungsalgorithmen neben Wetter- und Verbrauchsprognosen auch flexible Tarife berücksichtigen“, erläutert Christian Sauer, zuständiger Projektleiter am Fraunhofer ISE. Zusammen mit den innovativen Tarifsystemen des Stromanbieters EWS Schönau werde ein attraktives Modell auch für private Betreiber von KWK-Anlagen bereitgestellt. Das Energiemanagementsystem sei eine anreizgeführte ökonomische Betriebsführung von Lasten und Erzeugern, das auch den Ladezustand thermischer Speicher berücksichtige.

Forschungs- und Projektpartner arbeiten an der Anbindung dezentraler KWK-Anlagen an virtuellen Kraftwerke
Die Arbeiten des Forschungspartners Steinbeis-Innovationszentrum – Embedded Design und Networking (sizedn) zu drahtloser Kommunikation unter Einbeziehung standardisierter Elemente (MBUS RF mit Open Metering System, OMS) – kommen dabei ebenso zur Geltung wie die Gestaltung flexibler Stromverbrauchstarife, die der Projektpartner EWS aus Schönau seinen Kunden anbietet, berichtet das Fraunhofer-Institut weiter. Der Embedded-Hardware-Hersteller SSV Embedded Systems ermögliche mit der Entwicklung eines intelligenten Steuermoduls in Zusammenarbeit mit Blockheizkraftwerk-Hersteller Senertec die Anbindung dezentraler KWK an virtuelle Kraftwerke. Als Spezialist für virtuelle Kraftwerke und gleichzeitig Strom- und Börsenhändler bringe sich in.power GmbH mit seinem Fachwissen und seiner Softwareplattform in.power energy manager (i.pem) ein. Projektpartner GÖRLITZ trage mit seinem Know-How im Bereich der Energiedatenerfassung und -management substanziell zum erfolgreichen Projektablauf bei.

Systemtechnik-Test in Bad Bellingen
Das Konsortium testet die neue Systemtechnik derzeit in einem kleinen Verteilnetz in Bad Bellingen, das von der EWS Netze GmbH betrieben wird. Aus den Projektergebnissen werden in Zusammenarbeit mit den Industriepartnern entsprechende Produkte und Dienstleistungen für den Markt entwickelt.

12.11.2009 | Quelle: Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH