Die Stromnetze der Zukunft

Erneuerbare Energien können nicht umfassend genutzt werden, solange unsere Stromnetze nicht überarbeitet werden. Intelligente Stromnetz sollen die Lösung darstellen.

Stromnetze und ihre Zukunft © fotowunsch

Früher wurde der Strom in großen Kraftwerken da produziert, wo er gebraucht wurde und auch heute ist das größtenteils noch der Fall. Mit dem Umstieg auf Strom aus erneuerbaren Quellen ist das allerdings nicht mehr möglich. Dieser wird im Allgemeinen dort produziert, wo der Ertrag von Photovoltaik- oder Windenergieanlagen besonders hoch ist. Mittels großer Übertragungsleitungen über längere Entfernungen muss der Strom, der beispielsweise in Windenergie-Parks in Norddeutschland erzeugt wird, in die großen Ballungsgebiete und Verbraucherzentren in West- und Süddeutschland transportiert werden. Mit dem aktuellen Netz ist dies allerdings unmöglich, es muss modernisiert und erweitert werden um die Kapazitäten zu schaffen, die zur Aufnahme und zum Transport großer Mengen Öko-Strom von verschiedenen Standorten nötig sind. Das Stromsystem muss also flexibler, digitaler und an die neuen Anforderungen angepasst werden. Zum Beispiel muss verhindert werden, dass Windenergie- und Photovoltaik-Anlagen aufgrund geringer Netzkapazität abgeregelt werden müssen. Dazu muss eine Überlastung des Netzes verhindert werden, indem beispielsweise Ladevorgänge von Elektroautos gezielt gesteuert werden. Auch Stromspeicher können einen Beitrag leisten. Zudem muss sichergestellt werden, dass die Stromversorgung auch dann aufrechterhalten wird, wenn gerade nicht die Sonne scheint oder der Wind weht.

Wie kann das Netz an die neuen Anforderungen angepasst werden?

In der Gemeinde Freiamt im Süden Baden-Württembergs wird die Zukunft unserer Stromnetze Realität. Als Netzlabor wird in einem Feldtest unter realen Bedingungen erforscht, wie verschiedene Stromerzeugungs- und Speicheranlagen ans Netz angebunden werden können. Das Projekt „flexQgrid“ untersucht, wie unsere Verteilnetze durch den Einsatz digitaler Technologien effizienter nutzbar gemacht werden können. Die eingesetzten Technologien ermöglichen es, die sich stetig ändernden vorherrschenden Bedingungen im Stromnetz und bei den wetterabhängigen erneuerbaren Energiequellen durch Mess-, Informations- und Kommunikationstechnologie automatisch zu erkennen, vorausschauend vorherzusagen und den Netzbetrieb entsprechend zu steuern und zu regeln. An Stelle des herkömmlichen Stromnetzes tritt ein intelligentes Netz, ein sogenanntes Smart Grid. Es verbindet moderne Kommunikationstechnik mit den verschiedenen Teilen des Energiesystems, wie Stromerzeugung und -verbrauch und stimmt diese aufeinander ab. Auf diese Weise kann erneuerbare Energie besser in das Stromnetz integriert werden und das Netz wird somit optimal ausgelastet. Smart Grids gelten als wichtige Voraussetzungen für den Umstieg auf erneuerbare Energiequellen.

Warum Freiamt?

In der sonnenverwöhnten Gemeinde wird drei Mal mehr erneuerbare Energie produziert, als die Einwohner verbrauchen können. Schon zuvor wurde der groß angelegte Feldtest „grid-control“ zu ersten Umbaukonzepten hier durchgeführt. Das neue Projekt greift die bereits bestehende Infrastruktur auf, allerdings soll mehr flexible Anlagenleistung und vermehrt unterschiedliche Anlagenarten angebunden werden. Die Projektpartner untersuchen, wie die Teilnehmer – Privatpersonen und Marktteilnehmer – angeregt werden können, netzdienliche Flexibilität bereitzustellen. Dazu werden beispielsweise Batteriespeicher, Wärmepumpen und Elektrofahrzeuge in Einfamilienhaushalten mit einbezogen, die durch Photovoltaik-Anlagen auf dem Dach selbst Energie erzeugen. Zudem werden die installierten Anlagen mit modernen Mess- und Steuertechniken ausgestattet, wodurch die Anlagen von außen gesteuert und verschiedene Optionen der bestmöglichen flexiblen Nutzung getestet werden können. Die Fachleute wollen nachweisen, dass die im Projekt „grid-control“ entwickelten Konzepte und Systemlösungen praktisch umgesetzt werden können. Ab Sommer 2021 sollen die Erkenntnisse praktisch genutzt und bis Oktober 2022 ausgiebig erprobt werden.

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Hannah Simons

Hannah Simons ist seit 2020 für die ibau GmbH tätig. Als Redakteurin recherchiert und verfasst sie Artikel für den News-Bereich und das Glossar. Dabei verfolgt sie das Ziel komplexe Inhalte einfach und gut verständlich aufzubereiten.