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Intelligente Stromnetze

Durch den vermehrten Einsatz regenerativer Energien steht unserem Stromnetz ein grundlegender Umbau samt IT-Integration bevor. Connect erklärt die Hintergründe.

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Vom Prinzip her handelt es sich beim Stromnetz bislang nicht wirklich um Raketentechnik. Am einen Ende der Stromleitung befinden sich Kraftwerke mit unterschiedlichen Aufgaben. Grundlastkraftwerke wie Kern- und Kohlekraftwerke brauchen zum Hochfahren viel Zeit, produzieren dann aber recht viel Strom zu moderaten Preisen. Deshalb decken sie die Grundlast, also den Strombedarf, der Tag und Nacht sowie an allen Wochentagen konstant anfällt.

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Die Batterien künftiger Elektroautos sollen als gigantische Schwarmspeicher für Strom genutzt werden.

Öl- und Gaskraftwerke produzieren relativ teuren Strom, sind aber schnell einsatzbereit. Diese Kraftwerke werden zu Verbrauchsspitzen hochgefahren - etwa morgens, wenn die Industrie ihre Maschinen anwirft oder im Winter abends, wenn bundesweit die Heizungen eingeschaltet werden.

Denn ein Problem haben alle Energieerzeuger: Strom lässt sich nicht auf Halde produzieren und nicht ohne weiteres speichern. Am anderen Ende der Leitung sitzen wir Verbraucher - dazwischen spinnt sich das Stromnetz mit unterschiedlichen Spannungsstufen.

Strom in eine Richtung

Bislang floss Strom nur in eine Richtung - vom Kraftwerk zum Kunden. Im Zuge der erneuerbaren Energien wie Solar- oder Windstrom wird das bisherige Netz komplett auf den Kopf gestellt. Denn immer mehr Kunden haben Solaranlagen auf dem Dach und werden so zum Mini-Kraftwerk, das den erzeugten Strom zurück ins Netz speist.

Ein Vertreter eines größeren Stadtwerks beschrieb die neue Situation fast schon verzweifelt: "Auf einmal kommt uns der Strom entgegen!" Einzelne Netzbetreiber verbieten Bürgern mittlerweile sogar, neue Solaranlagen zu installieren, da diese das Netz überlasten würden - das Verbot gilt so lange, bis der Netzbetreiber mit zusätzlichen Trafos oder Leitungen sein Netz in der Region erweitert hat.

Nord-Südgefälle

Ein weiteres Problem: Die großen Erzeuger von Windenergie sitzen im Norden Deutschlands in Windparks an der Küste oder offshore, also auf dem Meer. Die großen Verbraucher, sprich die Industrie, ist dagegen viel weiter südlich angesiedelt. Folge: In den nördlichen Bundesländern wird viel mehr Strom produziert als nötig, in den südlichen - vor allem durch die Abschaltung der Kernkraftwerke - viel zu wenig. Auch hier müssen also dringend neue Leitungen gebaut werden, um den Strom von Nord nach Süd zu transportieren.

Weiteres Problem der regenerativen Energien: Sie stehen nicht konstant zur Verfügung. An sonnigen oder windigen Tagen wird oft mehr Strom produziert als abgenommen. An Extremtagen müssen die Netzbetreiber bereits einige Windparks vom Netz nehmen, um Überspannungen zu verhindern.

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Auch TK- und IT-Anbieter wie die Telekom sehen in den Technologien Smart Metering und Smart Grid durch Datenübertragung, Speicherung und Plattformmanagement Potenzial.

Im Gegenzug gibt es an trüben und windstillen Tagen zu wenig Strom, was zu gefährlicher Unterspannung führen kann - dann muss Strom aus dem Ausland zugekauft werden. Diese Probleme müssen die Energiekonzerne in den Griff bekommen, um die Versorgungssicherheit in Deutschland zu gewährleisten.

Smarte Technik soll helfen

Die Lösung sollen neue Technologien namens Smart Metering und Smart Grid bringen. Smart Metering bedeutet, dass alle Stromkunden langfristig neue, digitale Stromzähler bekommen. Diese können ihren aktuellen Stand oder den momentanen Stromverbrauch nicht nur anzeigen, sondern auch an die Stadtwerke oder an den Computer beziehungsweise das Smartphone des Kunden übermitteln. So sieht der nach dem Einschalten eines Geräts gleich, was selbiges an Strom schluckt - und wird hoffentlich bewusster mit Energie umgehen.

Außerdem hat der Kunde so stets den Überblick über die bislang angefallenen Kosten. Stadtwerke dagegen können erkennen, in welchem Stadtteil gerade viel Strom verbraucht oder auch generiert wird und gegebenenfalls Blockheizkraftwerke in Betrieb nehmen oder überschüssigen Strom in andere Gebiete ableiten.

Mittlerweile sind die Stromversorger verpflichtet, in jedes neue oder sanierte Haus einen der neuen Stromzähler einzubauen. Nach dem ähnlichen Verfahren lassen sich auch die Gas- und Wasserverbrauchsmengen sekundengenau im Blick behalten.

Neue Stromtarife

Damit werden neue Ab rechnungsmodelle im Stromnetz möglich. Bislang gab es, von wenigen Ausnahmen abgesehen, einen Tarif, der bestenfalls Haupt- und Nebenzeit sowie Wochentage und Wochenenden unterschied. Das dürfte sich mit Smart Metering grundlegend ändern.

Strom ist beispielsweise nachts deutlich günstiger als am Tag, da wesentlich weniger verbraucht wird. Es könnte sich also lohnen, den Geschirrspüler fix und fertig zu be laden, ihn aber per Zeitschaltuhr erst um 3 Uhr nachts oder automatisch per Impuls vom Stromzähler starten zu lassen und so von billiger Energie zu profitieren.

Damit ließe sich der Stromverbrauch konstanter als heute halten. Auch könnte man sich vorstellen, bestimmte Geräte automatisch vom Energieanbieter aktivieren zu lassen, wenn viel Strom zur Verfügung steht - beispielsweise bei einem nächtlichen Sturm oder an einem sonnigen Samstagnachmittag.

Dabei gilt es allerdings zu bedenken, dass sich nicht jeder vorschreiben lassen möchte, wann er nun waschen oder bügeln soll. Auch hier gilt die alte Weisheit, dass nicht alles sinnvoll ist oder gewünscht wird, was technisch machbar ist. So dürfte in den Planungsspielen der Ingenieure vieles heißer gekocht werden als es später gegessen wird.

Auf der nächsten Seite erfahren Sie, wie die Stromnetze intelligenter werden.

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