Warum ist ein Paradigmenwechsel beim Netzbetrieb und -aufbau unumgänglich?
Die bestehenden Netze wurden unter den Prämissen einer zentralisierten Energieerzeugung auf Basis endlicher Energieträger gestaltet. Diese Struktur befindet sich durch den Ausbau erneuerbarer Energien und dezentraler Energieerzeugung grundlegend im Wandel. Der fluktuierende Anteil am Stromangebot steigt deutlich. Dafür sind die heutigen Netze aber nicht optimiert. So müssen bei Stromüberangebot z.B. Windkraftanlagen abgeschaltet werden oder konventionelle Kraftwerke mit reduziertem Wirkungsgrad im Teillastbereich betrieben werden.
Smart Meter ermöglichen die zukunftsfähige Umgestaltung der bestehenden Stromversorgungsinfrastruktur zu "Smart Grids". Diese sind gekennzeichnet durch:
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informationstechnische Vernetzung aller Verbraucher und Erzeuger
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dynamische Anpassung der Infrastruktur
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proaktives Betriebsmanagement
Die intelligenten Zähler liefern die dafür notwendigen Informationen in Echtzeit.
Die Differenzen von Stromangebot und -nachfrage werden maßgeblich durch den Tagesrhythmus des Menschen, den Produktionsablauf der Industrie und die Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien wie Windkraft und Photovoltaik bestimmt. Wie im Bild dargestellt, ergeben sich über den Tag verschiedene Lastprofile im Energienetz.
Die sich verändernde Struktur der Stromerzeugung (durch Einbindung regenerativer Energien und dezentraler Erzeugung) macht die traditionel integrierte Planung von Stromerzeugung und -übertragung zunehmend unwirksam.
In Zukunft können mit intelligenten Zählern und Haushaltsgeräten sowie dezentralen kleinen Energieerzeugern Lastverschiebungen im Elektroenergienetz realisiert werden. Insbesondere wird eine Reduzierung der benötigten Maximalleistung ("Spitzenlast") möglich. Dies führt zu einer besseren Auslastung der Netze, der Kraftwerke sowie zum weiteren Ausbau und effektiveren Nutzung erneuerbarer Energien.
Flexible Tarife, die vom Verhältnis von Angebot und Nachfrage abhängig sind, liefern den Endverbrauchern einen wichtigen Anreiz dafür. Eine besondere Rolle werden im "smart grid" Elektroautos spielen, da ihre Batterien bei Stromüberangebot als Energiespeicher dienen könnten.
Intelligente Endgeräte
Die größten Energieeinsparpotentiale liegen nicht bei den Zählern selbst, sondern sind systembezogen. Im "virtuellen Bilanzkreis" der zukünftigen Netze spielen die Endgeräte eine entscheidende Rolle. Auch sie werden "intelligent", das heißt vernetzt und kommunikativ.
Der Intelligente Stromzähler kann dabei die Steuerungszentrale sein oder auch als Schnittstelle der Kommunikation dienen. Dies ermöglicht dem Anschlussnutzer, aktuelle Verbrauchs- oder Warneldungen per E-Mail oder SMS zu empfangen und seine Geräte fernzusteuern.
Im "Smart Home"...
...werden Haustechnik, Haushaltgeräte und Multimedia-Geräte vernetzt und mit programmierbaren Chips ausgestattet. Ziel ist neben Steigerung der Energieeffizienz auch Erhöhung des Komforts und der Sicherheit.
Technische Umsetzungen bieten neben relativ simplem Anwendungen wie Beleuchtungssteuerung oder "Alles-Aus-Funktion" bei Verlassen der Wohnung ein breites Spektrum an Funktionen. Dies können z.B. sein:
- detaillierte Verbrauchsangaben für jedes Einzelgerät
- flexible Inbetriebnahme der Geräte je nach aktuellem Stromtarif
- Warnmeldungen bei ungewöhnlich hohem Verbrauch / möglichem Defekt
Beispiele für Intelligentes Wohnen - "smart homes"
- Das Projekt Service Centric Home (SerCHo). In Berlin wurde dafür eine Vorführwohnung mit vollständig vernetzter Infrastruktur eingerichtet.
- Die Non-Profit-Organisation digitalSTROM arbeitet an der flächendeckenden Einführung kostengünstiger "dSID-Chips". Diese ermöglichen die Steuerung und Kommunikation von elektrischen Endgeräten über das Stromnetz.
Energieeffizienz-Ziele der EU FÜR 2020
- Senkung des CO2-Ausstoßes um 20% gegenüber 1990
- Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung auf 20%
struktur der Stromerzeugung 2020
In Plaung oder Bau mit Inbetriebenahme bis 2020 sind laut VDEW (Verband der Elektrizitätswirtschaft)
- konventionelle Kraftwerke: 31.400 MW
- kleinere Anlagen und Kraftwerke auf Basis erneuerbarer Energien: 12.000 MW
Intelligente Geräte
Nicht nur die Zähler, auch die Endgeräte werden "intelligent".
