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„Smarte“ Solarfenster produzieren Strom und lassen sich per Knopfdruck abblenden

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Smart Home: Infrarotheizung rein, Gasheizung raus

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Smart Grid: Stabilisierung des Stromnetzes

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Startup Totem Power kombiniert Stromspeicher, Solar und Mobilfunkmasten

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Green IoT Lösungen überzeugen beim ChallengeUp! DemoDay

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Blockchain in der Energiewende: Don´t believe the Hype?

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Smart Home Geräte: IKEA erweitert Sortiment

Neue Smart Home Geräte bei Ikea! Seit Oktober hat das Möbelhaus eine smarte Beleuchtungskollektion im Sortiment. Dabei handelt es sich um LED-Leuchtmittel, LED-Lichtpaneele und...
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Die Steiermark in Österreich soll mit Smart Metern ausgerüstet werden. Landis+Gyr liefert 330.000 intelligente Stromzähler an ein Konsortium von österreichischen Energieversorgern unter der Führung...
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Landis+Gyr und Robotron: neue Gateway-Gesamtlösung für den Smart Meter-Rollout

Landis+Gyr, führender Anbieter für intelligente Messsysteme, und die Robotron Datenbank-Software GmbH stellen für den Smart-Meter-Rollout eine gemeinsame Smart-Meter-Gateway-Infrastruktur bereit. Das Smart-Meter-Gateway (SMGW) S560 von...
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Smart Home: Eine App für alles – Die iHaus 2 App

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Energiewende: Smart Meter sollen ab 2017 schrittweise verpflichtend werden

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Studie zum Smart Home: Umsatzpotentiale und Marktentwicklung

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Demonstrationsanlage: Energiespeicherung und -management auf Borkum

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Bremsenergie von Philadelphias Zügen hilft das Stromnetz zu stabilisieren!

In Philadelphia wird die Bremsenergie der Züge sinnvoll bei jeder Haltestelle genutzt: In Philadelphia werden die Pendelzüge der U-Bahnlinie Market-Frankford wie jedes andere Transportmittel täglich...

Smart Grid

Ein Smart Grid ist ein intelligentes Stromnetz, das sämtliche Bereiche der Stromversorgung untereinander vernetzt, überwacht und optimiert. Dies sind elektrische Verbraucher, Speicher, Netzbetriebsmittel und Stromerzeuger. Mit Hilfe eines Smart-Grids soll die Effizienz und Zuverlässigkeit der Energieversorgung sichergestellt werden.

Erneuerbare Energien verlangen nach intelligenten Stromnetzen

Die Grundidee von Smart-Grids liegt in der Kostenminimierung auf Betreiberseite durch die Reduktion der Höchstbelastung und die Verlagerung der zu übertragenden Energie in Zeiten geringerer Auslastung. Die Netzinfrastruktur kann so kleiner ausgelegt werden und die Auslastung der Netze wird bei gleichbleibender Übertragung der Energiemenge optimiert.

Die Notwendigkeit von Smart-Grids ist vor allem auf Grund des vermehrten Einsatzes von dezentralen Anlagen zur Stromversorgung (z.B. KWK-Anlagen, Photovoltaikanlagen, Windkraftanlagen oder Biogasanlagen) gegeben. Sie verursachen im Bereich von Spannungshaltung, Netzstabilität und Lastregelung eine wesentlich komplexere Struktur im Vergleich zu Stromnetzen mit zentraler Regelung. Eine Einspeisung in die unteren Spannungsebenen hat vor der Benutzung von dezentralen Erzeugeranlagen nicht stattgefunden. Smart-Grids können Informationen über Zustand und Lastfluss aus den Netzelementen abrufen und verarbeiten und beziehen auch größere Verbraucher wie Wärmepumpen oder Warmwasserspeicher mit ein.

Integration sämtlicher Komponenten in einem komplexen System

In einem Gesamtsystem werden Erzeugung, Netzmanagement, Verbrauch und Speicherung integriert. In die Steuerung von Kraft- und Speicherwerken werden Verbraucher sowie Energielieferanten und Speicherorte miteinbezogen, so dass ein homogenerer Verbrauch entsteht und potentielle inhomogene Erzeuger und Verbraucher besser integriert werden können. Als inhomogene Erzeuger werden etwa Windkraftanlagen bezeichnet, da die Stromerzeugung in diesen starken Schwankungen unterliegt. Inhomogener Verbrauch liegt z.B. bei der Benutzung von Beleuchtungsanlagen vor, da diese nicht gleichbleibend in Benutzung sind.

Um den Vorteil von Smart Grids nutzen zu können, müssen Geräte eingesetzt werden, die zu Zeiten mit niedrigem Tarif arbeiten. In der Vergangenheit wurden aus diesem Grund Nachtspeicheröfen populär, vor dem Hintergrund der vermehrten Nutzung erneuerbarer Energien wurden mittlerweile allerdings Alternativen entwickelt, die weitaus flexibler einsetzbar sind. Durch die Nutzung von intelligenten Zählern, sogenannten Smart Metern, können außerdem schwankende Preise innerhalb eines Tages realisiert werden. Um eine möglichst hohe Effizienz zu erreichen, müssen alle Stromzähler gegen solche Smart Meter ausgetauscht werden, was derzeit in Pilotprojekten getestet wird.

Förderprogramme und Forschungsprojekte

Innerhalb der EU wurde die vermehrte Förderung von Smart-Grids beschlossen, um die Energieautarkie voranzutreiben, die Energieeffizienz und den Anteil an erneuerbarer Energie zur Netzintegration zu erhöhen sowie die Kohlenstoffdioxid-Emissionen zu verringern. Konkret entstanden so etwa folgende Projekte:

In einem Zusammenschluss von Partnern aus 9 europäischen Ländern wurde 2012 „E2SG – Energy to Smart Grid“ ins Leben gerufen, um Methoden zu entwickeln, mit deren Hilfe intelligente Versorgungsnetze erneuerbare Energiequellen besser einbinden und die Energieeffizienz steigern können.

In der Bundesrepublik wurde das sogenannte „E-Energy-Förderprogramms“ ins Leben gerufen, in dem eine Analyse in ausgewählten Modellregionen Auswirkungen und Umsetzungsmöglichkeiten intelligenter Stromnetze testete. Anhand der Ergebnisse kann gezeigt werden, dass intelligente Stromnetze eine Reduktion des Netzausbaus stark vorantreiben können. Zu diesem Zweck soll zunächst das Smart Metering in Deutschland verbreitet werden, um nach und nach auch andere Komponenten einzuführen.

In Italien wurde ein automatisiertes Ablesesystem für Stromzähler installiert, dem als weitere Motivation aber auch die Verhinderung von Stromdiebstahl zu Grunde lag.

Auch in Österreich entstehen diverse Projekte, z.B. das Projekt „ElectroDrive“ und das Projekt „Smart Grids“. Da die Elektrofahrzeuge als Energiespeicher fungieren, sind beide Projekte eng miteinander verbunden.

Herausforderungen bei der Umsetzung

Bei der Realisierung des Vorhabens zur vermehrten Verbreitung von Smart-Grids gibt es derzeit noch einige ungelöste Probleme. So existiert in der Schweiz das Prinzip des diskriminierungsfreien Netzanschlusses. Dies bedeutet in der Praxis, dass keine Sonderrabatte oder Sonderleistungen gewährt werden dürfen. Außerdem dürfen die Messinformationen vom Energielieferanten nicht an Dritte weitergegeben werden und der Datenschutz muss gewahrt werden. Um sich auf ein allgemeingültiges System bezüglich Gegenstand und Übertragungsart der Messungen zu einigen, müssen außerdem generelle Standards entwickelt werden. Die Umsetzung dessen steht momentan im Mittelpunkt der Forschung.