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09.11.2009
Fraunhofer ISE

Smart Metering Konzept realisiert Smart Grid

Strukturbild der intelligenten Vernetzung mit dem DEMAX-Konzept. (Quelle: Fraunhofer ISE)
Strukturbild der intelligenten Vernetzung mit dem DEMAX-Konzept.
Unter der Koordination des Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE wird jetzt erstmals demonstriert, wie sich mit einem integralen Smart Metering Konzept alle Funktionalitäten eines Smart Grids (intelligentes Stromnetz mit bidirektionaler Datenkommunikation) realisieren lassen. Im Rahmen des vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten InnoNet-Verbundprojekts DEMAX (Dezentrales Energie- und NetzMAnagement mit fleXiblen Stromtarifen) wurde ein Energiemanagement- und Kommunikationssystem entwickelt, mit dem dezentrale Erzeuger und Lasten aus dem gewerblichen und privaten Bereich am Energiemarkt teilnehmen können. „So kann beispielsweise die Energie aus der Photovoltaikanlage direkt in die Elektrofahrzeuge gespeist werden und die KWK-Anlage kann in den Abendstunden ihren Beitrag zum Stromverbrauch liefern“, so Dr. Christof Wittwer, Leiter der Arbeitsgruppe Betriebsführung und Systemregelung am Fraunhofer ISE.

Und so funktioniert das Konzept:
Zentrale Komponente des Systems ist ein internetfähiges „Embedded System“ der neuesten Generation dar, das eine netzwerkbasierte Kommunikation über flexible Medien gestattet. Denn verteilte vernetzte Energiesysteme im Smart Grid benötigen zahlreiche Netzwerkverbindungen für Abruf und Rückmeldung der Systeme. Über einen gewöhnlichen Internetzugang wird die gesamte Kommunikation für Abrechnung, Fernwartung, Prozessvisualisierung usw. abgewickelt, ohne nennenswerte Kosten der Datenübertragung zu verursachen. Für die Anbindung der Smart Meters (intelligente Zähler) und der Anlagenkomponenten entwickelten die ISE-Forscher ein standardisiertes DEMAX-Gateway. Es kommuniziert im lokalen Netzwerk mithilfe von gesicherten Verbindungen über einen zentralen Proxy-Server mit den Servicedienstleistern. Dieser kann z. B. in der Trafostation des Niederspannungsnetzes installiert werden und so alle beteiligten Anbieter wie Messdienstleister, Stromhändler und Netzbetreiber über redundante Internetverbindungen vernetzen.

Anreizgeführte Betriebsführung von Lasten und Erzeugern
Multi Utility Communication (MUC)-Gateway in einem Hausanschlussraum. Hier findet die Kommunikation zwischen Stromzählern und Servicedienstleistern statt. (Quelle: Fraunhofer ISE)
Multi Utility Communication (MUC)-Gateway in einem Hausanschlussraum. Hier findet die Kommunikation zwischen Stromzählern und Servicedienstleistern statt.
In der Praxis kann also ein übergeordneter virtueller Kraftwerkbetreiber die Steuerung der Erzeuger und Lasten übernehmen oder es erfolgt eine indirekte Anforderung durch variable Tarife. „Wir realisieren in DEMAX eine automatisierte lokale Optimierung des Betriebs, indem innovative Regelungsalgorithmen neben Wetter- und Verbrauchsprognosen auch flexible Tarife berücksichtigen“, erläutert Christian Sauer, zuständiger Projektleiter am Fraunhofer ISE. Über ein Tarifsystem wird ein attraktives Modell auch für private Betreiber von KWK-Anlagen bereitgestellt. Das Energiemanagementsystem ist eine anreizgeführte ökonomische Betriebsführung von Lasten und Erzeugern, das auch den Ladezustand thermischer Speicher berücksichtigt.

Konsortium erfahrener Marktakteure
Die Arbeiten des Forschungspartners Steinbeis-Innovationszentrum – Embedded Design und Networking zu drahtloser Kommunikation unter Einbeziehung standardisierter Elemente – kommen dabei ebenso zur Geltung wie die Gestaltung flexibler Stromverbrauchstarife, die der Projektpartner EWS Schönau seinen Kunden anbietet. Der Embedded Hardware-Hersteller SSV Embedded Systems ermöglicht mit der Entwicklung eines intelligenten Steuermoduls in Zusammenarbeit mit Blockheizkraftwerk-Hersteller Senertec die Anbindung dezentraler KWK an Virtuelle Kraftwerke. Als Spezialist für virtuelle Kraftwerke und gleichzeitig Strom- und Börsenhändler bringt sich in.power GmbH mit seinem Fachwissen und seiner Softwareplattform in.power energy manager (i.pem) ein. Der Projektpartner Gorlitz trägt mit seinem Know-how im Bereich der Energiedatenerfassung und -management substanziell zum erfolgreichen Projektablauf bei.

Feldtest als Vorlage für Produkte und Dienstleistungen
Das Konsortium testet die Systemtechnik derzeit in einem kleinen Verteilnetz in Bad Bellingen, das von der EWS Netze GmbH betrieben wird. Aus den Projektergebnissen werden dabei in Zusammenarbeit mit den Industriepartnern entsprechende Produkte und Dienstleistungen für den Markt entwickelt. ToR

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