Kommunikation statt Kupfer

Elektronik des Fraunhofer ISE managt neue Energien in bestehenden Netzen Energieversorger und Netzbetreiber können mit einem neuen Energiemanagement-System des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE bei gleich bleibender Kapazität ihrer Netze mehr dezentrale Einspeiser aufnehmen und so Kosten sparen. Die Kommunikationselektronik ist deutlich günstiger als neue Kupferleitungen für die Netzverstärkung. In Stutensee bei Karlsruhe wurde die Hardware in einem viermonatigen Feldversuch erfolgreich getestet. »Das Energiemanagement-System steuerte in der Siedlung »Am Steinweg« in Stutensee die dezentralen Erzeuger so, dass Leistungsspitzen auf der Mittelspannungsebene vermieden wurden. Dadurch sparte der Energieversorger deutlich bei den Strombezugskosten«, sagt Dr. Christof Wittwer, Gruppenleiter Betriebsführung und Systemregelung am Fraunhofer ISE. In diesem Beispiel hätte sich die Elektronik in 2 bis 3 Jahren amortisiert. Man kann sie universell anpassen und online über das Internet sicher fernwarten. Das System kann Erzeuger und Lasten mittels »Fahrplan« steuern und den Betrieb nach frei wählbaren Kriterien optimieren, zum Beispiel – wie in der Siedlung »Am Steinweg« – minimale Kosten. Es können aber auch gezielt Netzüberlastungen vermieden, die Spannungsqualität verbessert oder maximale CO2-Einsparung angestrebt werden.

Von September bis Dezember 2005 testete das Mannheimer Energieunternehmen MVV Energie das Energiemanagement- System in einem realen Niederspannungsnetz in der Siedlung »Am Steinweg« in Stutensee. Es versorgt 101 private Haushalte. Eingebunden sind eine 29 kW Photovoltaik-Anlage, ein 40 kW Blockheizkraftwerk und ein Batteriecontainer, der 1 Stunde lang 100 kW leisten kann. An jedem Generator sitzt eine Kommunikationseinheit, die mit dem zentralen Rechner vernetzt ist. »Das Management-System hat den Testlauf erfolgreich bestanden und die Spitzenlast wie vorgesehen um rund 35 % reduziert«, berichtet Britta Buchholz von der MVV Energie.

Das Pilotsystem wurde im Rahmen des Europäischen Forschungsprojekts DISPOWER entwickelt. Von 2002 bis 2005 beschäftigten sich 38 Partner aus 11 Ländern mit der Frage, wie die zunehmende dezentrale Energieerzeugung in das Stromnetz integriert werden kann. In Mecklenburg- Vorpommern gibt es in einigen Netzen bereits über 40 % erneuerbare Energien. Steigende Anlagenzahlen lassen andernorts ähnliche Entwicklungen erwarten.

Mit dem Energiemanagement-System können Netzbetreiber ohne aufwändige Baumaßnahmen Einspeiser auch bei »schwachem« Netz aufnehmen. Die Datenübertragung zwischen Kommunikationseinheiten und dem Zentralrechner kann über das Internetprotokoll TCP/IP auf viele Arten erfolgen: Netzwerk, GSM/GPRS, Wireless LAN, Modem oder sogar via Powerline über die Stromleitung. »Die Hardware- Konfiguration ist extrem flexibel. Wir können uns optimal auf die Gegebenheiten vor Ort einstellen und den Betrieb online verfolgen«, meint Christof Wittwer. Dezentrale Generatoren können sogar wie ein Großkraftwerk wirken: Viele kleine Erzeugungsanlagen werden dabei so vernetzt, dass sie ein großes Kraftwerk ersetzen.

Das Fraunhofer ISE testete mit Erfolg auch noch eine andere Variante der Netzregelung: »Waschen mit der Sonne«. Einige Haushalte erhielten per SMS eine Nachricht, wann überschüssiger Solarstrom verfügbar ist. Sie bekamen 0,50 € pro Kilowattstunde gutgeschrieben. »Die Bewohner fanden positiv, dass sie durch einfache Maßnahmen aktiv zum Klimaschutz beitragen konnten«, so Sebastian Gölz, Psychologe am Fraunhofer ISE.

Ob über Motivation oder aktive Regelung: Kommunikation kann Kupferleitungen ersetzen und birgt so große Chancen für die Netzbetreiber.

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Projektleiter
Dr. Christof Wittwer, Fraunhofer ISE
Tel.: +49 (0) 7 61/45 88-51 15
Fax: +49 (0) 7 61/45 88-92 17
E-Mail: christof.wittwer@ise.fraunhofer.de