Smart-Grid

Mit Smart Grid (SG) oder Smart Power Grid werden intelligente Verteilnetze für die Stromversorgung bezeichnet, in denen die Energieversorgung der Energieeinspeisung und dem Verbrauch anpasst werden. Bei diesen Energienetzen geht es um eine bedarfsgerechte und effiziente Energieverteilung von zentral und dezentral eingespeister Energie und um die Steuerung des Verbrauchsverhaltens.


Smart Grids sind flächendeckende, länderübergreifende Stromnetze, die ihre Energie von Grundlastwerken, Wasserkraftwerken, Kraftwerken für regenerative Energien und Distributed Energy Resources (DER), das sind Kleinstkraftwerke von Endverbrauchern, erhalten und den Verbrauch bedarfsabhängig steuern.

Klassifizierung von Smart Grids

Intelligente Stromnetze werden nach ihrer Ausdehnung in Super-Grids, Smart-Grids und Microgrids unterteilt. Super-Grids sind Länder- und Kontinent-übergreifende Übertragungsnetze, die in ihrer Ausdehnung über ganz Europa bis hin nach Nordafrika reichen. Für die Energieübertragung stehen die vorhandenen Hochspannungs- und Niederspannungsnetze und Leitungen für die Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) zur Verfügung. Smart-Grids hingegen sind intelligente Verteilnetze, die die vorhandenen konventionellen Kraftwerke und die für erneuerbare Energien mit Großverbrauchern und Microgrids verbinden. Letztere sind regionale Energiesysteme mit dezentralen Energieerzeugern, Energiespeichern und Verbrauchern.

Lastmanagement in Smart Grids

Smart Grids sollen die stark schwankenden Energieeinspeisungen von Solar-, Windkraft- und Biogas-Anlagen in die vorhandenen Energieversorgungsnetze ausgleichen und außerdem für eine Effizienzerhöhung sorgen. Smard-Grid-Netze können dank ihrer Intelligenz Vorhersagen über die Einspeisung und den Verbrauch erstellen, die Speicherung von überschüssiger Energie steuern und die Stromverteilung durch das Lastmanagement ausgleichen. Sie können Einspeisungs- und Verbrauchsprofile erstellen und danach das Energieangebot optimieren. Neben dem Lastmanagement geht es auch um die automatisierte Netzverwaltung und -wartung.

Konzeptionelle Komponenten eines Smart 
   Grid

Konzeptionelle Komponenten eines Smart Grid

Vom Konzept her handelt es sich bei einem Smart Grid um ein komplexes Netzwerk, in dem alle Datenströme für die Energieversorgung zusammenlaufen. An allen Einspeisepunkten und Verbrauchsstellen werden die Daten mittels Sensoren erfasst und dem Distribution Management System (DMS) und dem Demand Side Management (DSM) zur Verfügung gestellt. Das Konzept reicht bis hin zum Endverbraucher, der mit intelligenten Stromzählern, den Smart Metern, ausgestattet wird und mittels Smart Metering sein eigenes Verbrauchsverhalten erfasst und dieses durch spezielle Tarife beeinflussen kann.

Energiespeicherung in Smart Grids

Ein entscheidender Aspekt von Smart Grids ist die Energiespeicherung. Dafür stehen Pumpspeicherkraftwerke, Druckluftspeicher und Wasserstoffspeicher zur Verfügung. Konzeptionell sollen aber auch Hausbatterien, Batteriebanken, Kondensatorbanken und Akkus von Elektrofahrzeugen in die Energiespeicherung eingebunden werden. Letzteres wird als Vehicle to Grid (V2G) bezeichnet. Beim V2G-Konzept sollen die Batterien der Elektromobile mittels Smart Charging Energie speichern und bei Lastspitzen diese an das Smart Grid abgeben.

Die Kommunikation in Smart Grids

Die Kommunikationsinfrastrukturen von Smart Grids sind aus den verschiedenen Netzkonzepten hervorgegangen. Sind es bei den Versorgungsgesellschaften lokale Netze (LAN), so kommunizieren die Haupt- und Unterstationen über Wide Area Networks (WAN), die AMI-Systeme und Feldgeräte über Neighborhood Area Networks (NAN) und Field Area Networks (FAN) und die verbraucherseitigen Messeinrichtungen über Home Area Networks (HAN). Mit JupiterMesh steht ein spezielles Wireless Mesh Network (WMN) für die Steuerung und Verwaltung von Smart-Grids, das auf vorhandenen ZigBee-Standards aufsetzt, zur Verfügung.

Was die Kommunikationsprotkolle anbelangt, so kommt Powerline in der Schmalband-Variante G3-PLC zum Einsatz, aber auch klassische Kommunikationsprotokolle.

IEEE standardisiert das Thema Smart-Grids unter dem Standard P2030 mit dem Titel: "IEEE Guide for Smart Grid Interoperability of Energy Technology and Information Technology Operation with the Electric Power System (EPS), and End-use Applications and Loads ". Darüber hinaus hat IEEE eine Technical Advisory Group mit der Bezeichnung IEEE 802.24 gegründet, die die Aktivitäten von IEEE 802 in die Smart-Grid-Kommunikation einbringen soll.

http://osgug.ucaiug.org/

Informationen zum Artikel
Deutsch: Smart-Grid
Englisch: smart grid - SG
Veröffentlicht: 22.06.2016
Wörter: 586
Tags: #Smart Grid
Links: P2030, V2G (vehicle to grid), 802.24, Akku (Akkumulator), Aktivität