Testlabor für Smart Grid – Stromnetz auf dem Prüfstand

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Dr. Norbert Aschenbrenner Corporate Communications, Corporate Technology Siemens AG
Wie die intelligenten Stromnetze (Smart Grids) in Zukunft funktionieren, das testet die globale Siemens-Forschung Corporate Technology (CT) in einem speziellen Labor in Erlangen. Wie das Forschungsmagazin “Pictures of the Future” berichtet, können die For­scher in ihrer 170 Quadratmeter großen Halle fast jedes Smart Grid nachbilden – denn neben den Schränken mit Batterien, einem Blockheizkraftwerk, einem Notstromaggregat, einem regelbaren Ortsnetztransformator, verschiedenen Lasten und den Umrichtern stehen ihnen auch zwei Kältemaschinen und eine Trinkwasseraufbereitungsanlage zur Verfügung.
Das Team kann die verschiedensten intelligenten Netze im Kleinformat nachbauen. Der Dieselgenerator kann auch die Rolle eines Gas- und Dampfkraftwerkes oder eines Biomassereaktors spielen, wobei das Verhältnis von fluktuierenden und konventionellen Energiequellen der Praxis auf dem Strommarkt entspricht. Smart Grids werden in einigen Jahren üblich sein: Wenn der Anteil der schwankenden Energiequellen im Netz weiter steigt, dann müssen intelligente Steuerungen dafür sorgen, dass die dezentralen Erzeuger perfekt mit Großkraftwerken zusammenspielen. Sonst drohen Instabilitäten und schlimmstenfalls Blackouts, die zu großen Schäden führen können.
Genau das verhindern die CT-Forscher in Erlangen in ihren Tests. Sie simulieren etwa starke Sonneneinstrahlung, sodass der Umrichter der Photovoltaikanlage viel Strom liefert. Wenn dadurch im Netz ein Überangebot an Energie entsteht, steigen die Spannung und die Frequenz. Die Forscher passen dann die Parameter des Umrichters an, so dass er zur Netzstabilisierung beiträgt und nicht blindlings seine maximale Leistung ins Netz einspeist.
In dem Testlabor gibt es auch ein Szenario für einen Zusammenbruch des Stromnetzes. Dann müssen die dezentralen Erzeuger wie die Batterie- und die Photovoltaikanlage das Netz wieder zum Laufen bringen. Bei einem solchen Schwarzstart synchronisieren die Forscher die verschiedenen Komponenten so, dass sie im Gleichtakt miteinander die Netzspannung auf ihren vorgegebenen Wert anheben und sich die Leistung der angeschlossenen Lasten gleichmäßig auf die Quellen verteilt. Sie stellen die internen Regler so ein, dass sich die Umrichter anhand der Spannungs- und Frequenzinformation synchronisieren und einen stabilen Betrieb herstellen.
Die Arbeit im Erlanger Labor gibt einen Vorgeschmack auf die Herausforderungen, vor denen die Netzbetreiber im Rahmen der Energiewende stehen. Sie müssen unzählige Photovoltaikanlagen, Windräder und Biomassereaktoren mit konventionellen Kraftwerken und Energiespeichern verbinden und daraus ein stabiles Stromnetz bilden. Wie das in der Praxis aussehen kann, untersuchte Siemens von 2011 bis Herbst 2013 zusammen mit dem Allgäuer Überlandwerk in einem Netzgebiet um das 2.500-Einwohner-Dorf Wildpoldsried im Kreis Oberallgäu, in dem die Einwohner zeitweise fünfmal so viel Strom auf regenerative Weise produzieren wie sie selbst verbrauchen.

SmartHome Initiative Deutschland

SmartHome 2013 Conference & Expo begeisterte Teilnehmer. Die jährliche SmartHome Fachtagung hat auch 2013 Teilnehmer und Aussteller wieder begeistert. Die einzige SmartHome-Tagung mit Marktrelevanz zeigte marktfertige Produkte und Dienstleistungen zur Bewältigung der großen Herausforderungen „Demografischer Wandel“ und Energiepreisentwicklung. Smarte, elektronische Assistenten dienen zur Verbesserung der Sicherheit, zur Erhöhung des Komforts und zur Reduzierung des Energieverbrauchs von privaten und gewerblichen Immobilien.
Die Teilnehmer kamen aus allen Bereichen entlang der SmartHome-Wertschöpfungskette. Vom Hochschulprofessor über Hard- und Softwareentwickler und Architekten bis zur Wohnungswirtschaft und Fertighaushersteller waren die Teilnehmer vertreten. Natürlich fehlten auch nicht die Realisierer aus dem Handwerk und dem Fachhandel.
Neu vorgestellt wurde mit vicControl eine sprecherunabhängige Sprachsteuerung für Gebäude, Haus-Controller auf Basis des besonders preiswerten Raspberry-Pie Mikro-Rechners (weniger als 40 €), selbstlernende Heizungsoptimierungssysteme, sowie besonders für den Gebäudebestand geeignete Lösungen auf Basis der Weltstandards EnOcean, Zigbee und Z-Wave.
Erfahrene und erfolgreiche Experten berichteten in einer lebhaften Podiumsdiskussion über ihre Erfolgsrezepte und die Sieger des SmartHome Deutschland Awards zeigten ihre ausgezeichneten Produkte und Dienstleistungen. Abgerundet wurde die Veranstaltung durch viele Möglichkeiten mit potentiellen Kooperationspartnern, Kollegen und Wettbewerbern zu Netzwerken. Endkunden waren nicht zugelassen.
Weitere Informationen unter www.smarthome-deutschland.de
Über SmartHome Initiative Deutschland
SmartHome Initiative Deutschland e.V. ist eine Gewerke übergreifende, interdisziplinäre Kommunikationsplattform. Sie dient dem Erfahrungsaustausch zwischen den regionalen SmartHome Organisationen und Anbietern aus Forschung, Entwicklung, Industrie, Handel und Handwerk. Mitglieder der Initiative decken die ganze Bandbreite der Gebäudeautomation ab: Elektrik, Elektronik, IT, TK, CE, Medizintechnik Industrie, Handel, Handwerk, Architektur, Forschung und Lehre.

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