Smart Grid - Stromnetz der Zukunft

Was ist ein „Smart Grid“?
In unserem Blogartikel zur „Smart City“ haben Sie bereits erfahren, dass sich unser Lebensraum zunehmend verändert und smarte Prozesse immer stärker in den Alltag eingebunden werden müssen. Auch unsere Energieversorgung befindet sich im Umbruch. Denn in Kürze soll ein Drittel des erzeugten Stroms aus erneuerbaren Energien stammen.

Grundsätzlich eine tolle Idee, grüne Energiequellen erzeugen jedoch nicht konstant die gleiche Menge Energie, wie es Kohle- oder Atomkraftwerke tun – sie sind wesentlich unbeständiger. Bei Sonnenschein herrscht nämlich Überschuss an elektrischer Energie. In der Nacht oder bei Windstille wird jedoch kaum Strom erzeugt.  

Um diese Schwankungen auszugleichen, braucht es ein intelligentes Stromnetz.  
An diesem Punkt kommt das so genannte Smart Grid in’s Spiel.
Ein „Smart Grid“ oder zu Deutsch „intelligentes Stromnetz“ kombiniert einfach ausgedrückt die Erzeugung, Speicherung und den Verbrauch von Strom in einem geschlossenen System.

Nur wenn ein Stromnetz intelligent genug ist und weiß, wo gerade wie viel verbraucht und produziert wird, kann es dafür sorgen, dass beispielsweise das Licht nie ausgeht und die Versorgung, auch bei steigendem Gebrauch, stets gewährleistet ist.

Welche Rollen übernimmt ein Smart Grid?

Steuerungszentrale
In der Steuerzentrale laufen alle wichtigen Informationen zusammen. Aktuelle Stromverbräuche und Werte zur Produktion, genauso wie Prognosen, die auf einer breiten Datenbasis erfolgen. Wie der Name bereits verrät, kann die Zentrale mithilfe der Informationen das Netz steuern und somit einen Angebotsüberschuss oder eine hohe Nachfrage ausgleichen.

Stromspeicher
Durch den steigenden Anteil der erneuerbaren Energien, spielen zudem Stromspeicher eine wichtige Rolle. Diese können überschüssigen Strom speichern und dann abgeben, wenn der Bedarf die Produktion übersteigt. Dank intelligenter Stromzähler weiß das Netz der Zukunft genau, wann das der Fall ist und kann dann die Energiespeicher anzapfen. Dabei sind nicht nur große Speicheranlagen gemeint. Auch heimische Speicher oder Elektroautos können in Stunden der Stromknappheit helfen, einen hohen Bedarf abzupuffern.

Grüne Energiequellen
Wo früher ein einziges Atomkraftwerk ganze Städte versorgt hat, springen nun zahlreiche kleinere Energiequellen ein, die jeweils einen Bruchteil der Energie eines Atomkraftwerks erzeugen. In Deutschland werden das zukünftig hauptsächlich Solaranlagen und Windräder sein, aber auch Wasserkraftwerke, Geothermie- und Biogasanlagen. Diese werden dort installiert, wo sie am effizientesten genutzt werden können.

Das Smart Grid soll in Zukunft viele kleine Energieerzeuger zu sogenannten virtuellen Kraftwerken zusammenfassen. Der Vorteil: Die Energieerzeugung dieser virtuellen Gruppierung schwankt nicht so stark wie etwa die eines einzelnen Windrads. Dadurch gewinnt das Netz an Stabilität. Zusätzlich könnten mithilfe von Lastverschiebungen und Stromspeichern, Schwankungen ausgeglichen werden. Nur wenn ein Energiesystem intelligent ist, kann gleichzeitig die Versorgungssicherheit sichergestellt und die Umwelt entlastet werden.

Elektroautos
Elektroautos könnte innerhalb eines intelligenten Stromnetzes eine elementare Funktion als Energiespeicher zuteilwerden. Autos, die über einen längeren Zeitraum an der Steckdose eingesteckt sind, (beispielsweise über Nacht) können dann aufgeladen werden, wenn ein Angebotsüberschuss im Netz verfügbar ist.

Ein intelligenter Stromzähler wartet nun beispielsweise, bis er die Information aus dem Smart Grid bekommt, dass gerade viel Energie verfügbar ist, und gibt der heimischen Ladebox den Befehl, das Elektroauto zu laden. Ein mögliches Überangebot kann damit ausgeglichen werden.

Fazit
Früher erzeugte ein Kraftwerk konstant Strom, welcher bei den Verbrauchern ankam.

Heute fließt die Elektrizität aber nicht mehr nur in eine Richtung: Freunde der grünen Energie haben Photovoltaikanlagen auf den heimischen Dächern installiert, Unternehmen besitzen BHKWs oder Brennstoffzellen. Wird dort mehr Energie erzeugt als verbraucht, wird sie zurückgespeist.

Zudem werden wenige zentrale Kraftwerke zunehmend durch viele kleine dezentrale Produzenten ersetzt. Hinzu kommt, dass erneuerbare Energien wie Solar- und Windparks nicht rund um die Uhr die gleiche Menge Strom produzieren, sondern genau so viel, wie das Wetter gerade zulässt.

Und dann wäre da auch noch das Elektroauto. Heute noch kein Problem – was aber, wenn in zehn Jahren in der Nachbarschaft 40 Autos abends gleichzeitig aufgeladen werden wollen?

Die Energiewelt ist komplexer geworden und das ist auch der Grund dafür, dass ein Smart Grid immer wichtig wird.