Smart Grid: Von der Energie-Einbahnstraße zum intelligenten Stromnetz

Solar- und Windkraft gelten als Schlüsseltechnologien in der Energiewende. Sie haben jedoch einen entscheidenden Nachteil: Sie stehen nur dann zur Verfügung, wenn der Wind weht oder die Sonne scheint. Smart Grids treten an, um diese Schwankungen auszugleichen. Es handelt sich um intelligente Stromnetze, die einen Austausch zwischen Versorger und Verbraucher ermöglichen und so eine bedarfsgerechte Energieversorgung ermöglichen. 

  • Herausforderungen für Stromnetze
  • Smart Grids als intelligente Netze
  • SG-Ready-Geräte
  • Beispiel Vehicle-to-Grid
  • Smart Meter Pflicht

Erneuerbare Energien stellen herkömmliche Energienetze vor Herausforderungen

Um die Netzstabilität zu gewährleisten, ist es wichtig, das Stromnetz kontinuierlich auf einer gewissen Frequenz zu halten. Experten sprechen hier von der Sollfrequenz. In Deutschland liegt diese bei 50 Hertz. Da Kohle- und Atomkraftwerke beständig Strom produzieren und der Energiebedarf leicht zu berechnen ist, galt dies bisher als unproblematisch. 

Der wachsende Anteil an erneuerbaren Energien stellt die bestehende Energieinfrastruktur jedoch vor Herausforderungen. Denn während sich Atom- und Kohlekraft gut planen lassen, schwanken Wind und Sonnenenergie. Hier ist es sogar so, dass gerade in den Abendstunden ein Großteil der Energie benötigt wird. Ausgerechnet dann, wenn die Sonne nicht scheint. 

Hinzu kommt, dass herkömmliche Stromnetze auf eine zentrale Energieversorgung ausgerichtet sind. Beim Stromnetz handelt es sich um Einbahnstraßen, bei denen der Strom einseitig in Richtung des Verbrauchers fließt. Das ändert sich mit der Klimawende. Mit der eigenen Photovoltaikanlage auf dem Dach werden Konsumenten gleichzeitig zu Prosumenten. Sie verbrauchen nicht nur, sondern sind gleichzeitig Energieerzeuger. Eine der großen Herausforderungen künftiger Stromnetze besteht darin, eine Vielzahl dezentraler Erzeuger zu koordinieren. 

Mit Smart Grids zu intelligenten Stromnetzen

Smart Grids umfassen nicht nur Leitungen zur Stromversorgung, sondern auch Kommunikationsleitungen. Datenkabel ermöglichen den Austausch zwischen einzelnen dezentralen Energieversorgern und Verbrauchern. Dabei gewährleisten sie die Kommunikation in beide Richtungen und helfen so, Über- und Unterproduktionen einzelner Netzteilnehmern auszugleichen. 

Das Herzstück eines Smart Grids bilden Smart Meter. Jedes Gebäude in einem Smart Grid besitzt dabei eine dieser Recheneinheiten. Hier laufen die Daten zusammen, werden verschlüsselt und dann an den Netzbetreiber weitergegeben. Das ermöglicht die intelligente Koordination der Energieversorgung aller Teilnehmer im Netz. 

SG-Ready-Geräte optimieren Verbrauch

Dabei ermöglichen Smart Meter nicht nur die Kommunikation mit dem Netzbetreiber, sondern auch die Koordination des Stromverbrauchs innerhalb eines Haushalts. Geräte mit dem Label “SG-Ready” sind dazu in der Lage, ihre Betriebsweise an die Preise und Verfügbarkeit von Strom anzupassen. 

SG-Ready-Geräte stabilisieren das Stromnetz, indem sie helfen, Spitzenlasten zu vermeiden. Dies erreichen sie, indem sie ihren Betrieb von Elektrogeräten auf Zeiten verschieben, in denen das Netz weniger belastet ist. Smart Meter starten die Waschmaschine beispielsweise dann, wenn es eine Überkapazität an Strom gibt und die Preise deshalb besonders günstig sind.

Beispiel Vehicle-to-Grid

Eine weitere wichtige Funktion von Smart Grids besteht in der Speicherung von überschüssigem Strom. Dies lässt sich am Beispiel Vehicle-to-Grid (V2G) festmachen. Dabei dienen Elektroautos als Energiespeicher. Kommt es zu einer Überproduktion von Strom, speist das Smart Grid diesen in parkende Elektroautos als Zwischenspeicher ein. 

Berechnungen zeigen: Wenn 90 Prozent aller Fahrzeuge in Deutschland auf Elektroautos umgestellt würden, ließe sich mehr als die gesamte deutsche Spitzenlast ausgleichen. Dabei handelt es sich jedoch um ein rein theoretisches Konstrukt, denn trotz CO2-Steuer und THG-Prämie liegt der Anteil an Elektroautos auf deutschen Straßen laut ADAC bei unter 3 Prozent. 

Smart Meter Pflicht: Ab 2025 schrittweiser Ausbau

Smart Grids bilden eine Grundvoraussetzung für den Ausbau erneuerbarer Energien. So sieht das Gesetz zur „Digitalisierung der Energiewende“ vor, dass bis 2032 jeder Stromzähler in Deutschland digital oder intelligent sein muss. 

Bereits ab 2025 sind Messstellenbetreiber zum Einbau von Smart Metern verpflichtet bei Konsumenten, deren Jahresverbrauch 6.000 kWh oder mehr beträgt. Gleiches gilt für Erzeuger, beispielsweise Eigentümern einer PV-Anlage, deren installierte Leistung mehr als 7 kWh beträgt. Bereits heute besteht die Möglichkeit, dass Kunden gegenüber dem Messstellenbetreiber den Wunsch nach einem digitalen Stromzähler äußern. Der Messstellenbetreiber steht dann in der Pflicht, den Stromzähler innerhalb von 4 Monaten auszutauschen.

Gastbeitrag von emobility.energy.

Bildquelle: KI-generiertes Bild via Canva Magic Media

 

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