Intelligentes Stromnetz: Energiewende mit IoT

30.11.2020 by Ariane Elena Fuchs
Zwei Personen mit Schutzhelmen vor Windrädern.

Wandel im Energiesektor: Neben Kohlekraftwerken und Atommeilern decken künftig Windräder und Solarzellen unseren Energiebedarf. Welche Rolle spielt das Internet of Things für Netzbetreiber und Verbraucher?

Die Energiewirtschaft wird immer grüner. Wo früher noch Kohle- oder Atomkraftwerke hauptsächlich verantwortlich für die Stromversorgung waren, sind es heute tausende von Windrädern, Biogasanlagen oder Solarparks, die zwischen Kiel und Konstanz Energie produzieren. Der Anteil der erneuerbaren Energien am Stromverbrauch wächst immer weiter: Stammten im Jahr 2000 noch sechs Prozent des Stroms aus grünen Energiequellen, waren es 2019 schon 42 Prozent. Die für eine erfolgreiche Energiewende benötigten Vorgaben des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) der Bundesregierung sind damit bereits erfüllt: Bis 2025 sollten mehr als 40 Prozent des verbrauchten Stroms in Deutschland aus grünen Energiequellen stammen.

Intelligentes Stromnetz mit digitalen Lösungen steuern

Mit dem steigenden Anteil der Erneuerbaren sinkt der CO2-Ausstoß. Im Energiemarkt entstehen aber auch neue Herausforderungen, etwa das Management der dezentralen Anlagen, die Abhängigkeit von Wetterbedingungen und die zuverlässige Einspeisung und Verteilung des Stroms in die Netze. Bisher war die Steuerung recht einfach: Netzbetreiber mussten wenige Kraftwerke kontrollieren und konnten Erzeugung, Verbrauch und Speicherung perfekt aufeinander abstimmen. Es war bekannt, welches Kraftwerk wann wie viel Strom liefert. Zudem konnten Meiler je nach aktueller Netzauslastung abgeschaltet oder hochgefahren werden.

Je dezentraler die Energieversorgung aber wird, desto komplexer ist auch die Steuerung der Netze. Windräder liefern nur dann Strom, wenn eine Brise weht. Und Solarparks nur, wenn die Sonne scheint. Tausende dezentraler Erzeugungsanlagen speisen heute Strom in die Netze ein. Um eine Über- oder Unterlastung der Netze zu vermeiden, müssen Unternehmen der Energiewirtschaft jederzeit reagieren und Anlagen hoch- oder runterfahren können. Eine Aufgabe für den Energiesektor, die kaum mehr ohne digitale Hilfsmittel zu lösen ist, zumal Netzbetreibern schlicht der Zugriff auf die vielen Einspeiseanlagen fehlt.

Wie erhalten Netzbetreiber Daten über den Stromverbrauch?

Laut einer aktuellen Gartner-Studie wird neben der Dezentralisierung, der Dekarbonisierung und der Demokratisierung auch die Digitalisierung und speziell das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) ein zentraler Baustein, um die Energieversorgungssysteme zu verändern und die erneuerbaren Energien strukturell auszubauen. Die Einführung intelligenter Stromzähler (Smart Meter) gepaart mit IoT-Lösungen helfen Netzbetreibern, echtzeitnahe Informationen über den Status der smarten Stromnetze (Smart Grids) zu erhalten. Dafür müssen Stromerzeuger, egal ob Privathaushalt oder Energiedienstleister, ihre Daten über lokale IoT-Geräte versenden.

Die Daten werden über das Fest- und Mobilfunknetz in einer zentralen, Cloud-basierten IoT-Plattform von einer Künstlichen Intelligenz (KI) ausgewertet und konsolidiert. Smart Grids lassen sich mit solchen Daten automatisch regeln und Schwankungen im Stromnetz durch intelligente Energiemanagementsysteme auffangen. Netzengpässe oder Überlastungen erkennt die KI mit solchen Daten rechtzeitig. Und auch Wartungsarbeiten an Anlagen werden dadurch vereinfacht. So können etwa intelligente Sensoren an Windrädern den Motorzustand überwachen und rechtzeitig Alarm geben, sollte sich ein Wert nicht im Normbereich befinden.

Mit dem Internet of Things lassen sich nicht nur die aktuellen Netze steuern und optimieren. Mit den neu gewonnenen Daten entstehen auch innovative Geschäftsmodelle. So könnten etwa Stromhändler überschüssigen Strom an E-Autofahrer weiterverkaufen; Akkus von Stromern könnten als Energiespeicher dienen.

Weitere Informationen über die Gartner-Studie finden Sie hier.


 

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Telefonierende Frau mit Headset
Ariane Elena Fuchs
Ariane Elena Fuchs

Produkt Marketing Manager

Ariane Fuchs beschäftigt sich mit innovativen Technologien wie dem Internet of Things. Ihre Begeisterung für das Thema bezieht sich auf sein Potenzial, positive Auswirkungen für die Gesellschaft und für Unternehmen als Teil davon zu erzielen. Sie kam 2017 zur Deutschen Telekom und hat sich seither auf Themen wie Industrie, Logistik, intelligente Gebäude und digital ermöglichte Nachhaltigkeit spezialisiert.