Feliks Vainik
02.10.2018

Die Zukunft der Kommunikation im Smart Grid, IoT & Smart Home

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Um sich von den traditionellen Energiequellen wie Erdöl oder Gas unabhängiger zu machen, d.h. gleichzeitig verstärkt auf CO2-neutrale Energieträger zu setzen und wichtiger noch, den technologischen Vorsprung in energierelevanten Themen nicht zu verlieren, beschloss die Bundesregierung, den Anteil erneuerbarer Energien, gewonnen aus Wind, Wasser, Sonne und Biomasse, kontinuierlich auszubauen. Dabei stellt die Gewährleistung der Stabilität des Energieverteilnetzes eine besondere Herausforderung dar, die durch Einführung eines intelligenten Stromnetzes (Smart Grid) gesichert werden soll.
 

Das Smart Grid bedingt / beinhaltet / ermöglicht ein intelligentes Netzmanagement

 

Das Smart Grid, im Deutschen "intelligentes Stromnetz" genannt, bezeichnet ein Stromnetz, das aus untereinander vernetzten, kommunizierenden Teilnehmern besteht. Sowohl die Stromerzeuger und Netzbetreiber als auch die Stromverbraucher und Strom speichernden Komponenten tauschen sich über ihren aktuellen Betriebszustand, Energieverbrauch und Energiebedarf aus. Dadurch wird eine effizientere Ausnutzung des Energienetzes und damit der Energie, möglich. Nur so können dezentral angesiedelte erneuerbare Energiequellen besser in das Netz integriert und gesteuert werden.

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Quelle: KfW

 

Die Steuerung des Smart Grids basiert auf dezentral verteilter Intelligenz (mehr zum Thema). Das Smart Grid transportiert neben der Energie auch Daten. Die Endverbraucher, die über die CLS-Schnittstelle via SMGW mit dem Energieerzeuger verbunden sind, erhalten so die Informationen über ihren aktuellen Energieverbrauch. Die aktuelle Netzleistung dezentraler Energieerzeuger wird ebenso über das Smart Grid erfasst bzw. ermittelt. Ein intelligentes Lastmanagement soll so das Risiko von instabilen Netzzuständen im Stromnetz  vermindern und zu einer effizienteren Nutzung der Infrastruktur führen.

Kommunikation im Netz für Smartes Messen, Steuern und Schalten

Für die Erfassung der Erzeugungs- und Verbrauchsdaten sieht das Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende den Einbau von intelligenten Messsystemen, die aus digitalen Zählern und Smart Meter Gateways bestehen (mehr zum Thema), sowie die Vernetzung der Smartmeter Gateways mittels leistungsfähiger 2-kanaliger Übertragungsmedien, d.h. die Schaffung einer SMGW-infrastruktur, vor.

In Zusammenspiel mit Steuerboxen als Schalteinrichtungen können damit die Informationen der Verbraucher und Energieerzeuger nicht nur ausgelesen, sondern diese auch optimal gesteuert werden.

Doch während es bereits SMGW Hersteller gibt, die sich beim BSI in der Evaluierungsphase befinden, ist die Situation bei den Steuerboxen eine gänzlich andere.

Bislang sind die Steuerungsanforderungen noch recht unvollständig und es fehlen viele technische Vorgaben für die einzelnen Funktionen der Steuerboxen. Des Weiteren unterstützt das bisher vorgesehene Steuerungsprotokoll nicht die Mindestvorgabe, 10.000 Empfänger in weniger als 3 Minuten zu schalten. Das gefährdet eine netzdienliche Steuerung bzw. macht diese unmöglich. 

e*Nergy und Strompager DX Steuerbox

Die Pflicht zur Installation von modernen bzw. intelligenten Messsystemen durch das Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende besteht jedoch trotzdem, was viele Verteilnetzbetreiber vor immense Probleme bei der Auswahl ihrer zukünftigen Netzsteuerung stellt.

Damit kommen die Vorteile des e*Nergy Strompager Systems in Verbindung mit der Strompager DX Steuerbox zur Geltung.

Die Strompager Technologie erlaubt das schnelle und sichere Schalten einer hohen Anzahl von Verbrauchern und dezentralen Energieerzeugern. Mit dem Strompager DX wird diese Fähigkeit ergänzt um die vielfältigen Möglichkeiten der Smart Meter Gateway Kommunikationsinfrastruktur für die Datenübertragung aus Haushalten, Gebäuden und Liegenschaften.

Neben der Schnittstelle für die e*Nergy-Strompager Technologie unterstützt der Strompager DX mittels einer CLS-Schnittstelle die Kommunikation über das SMGW. Verteilnetzbetreiber erhalten damit zusätzlich zur sicheren Steuerung / Schaltung einer großen Anzahl von Verbrauchern/Lasten bzw. Erzeugern die Möglichkeit, den jeweiligen Verbrauchsstatus auszulesen bzw. den Schaltstatus abzufragen. Außerdem erhält der Verteilnetzbetreiber mit dem Strompager DX eine absolut redundante Steuerungs- bzw. Schaltmöglichkeit, eine Redundanz über zwei völlig unabhängige Übertragungsmedien, das e*Message Sicherheitsfunknetz mit Broadcasting und die Smart Meter Gateway Kommunikationsinfrastruktur. Durch den Einsatz dieser beiden Kommunikationstechnologien wird die Verfügbarkeit der Netzsteuerung um ein Vielfaches erhöht und somit ein erfolgreiches Lastmanagement gewährleistet. Vergleiche nachfolgende Grafik.

 Energy Steuerbox im Smart Grid

Quelle: e*Message

 

Mit dieser Kommunikationsalternative werden auch Einsatzszenarien von IoT und verschiedenen Smart Home basierte Dienstleistungen und Lösungen möglich.

Die Alltagstauglichkeit des Strompager DX wurde bereits im Rahmen das Förderprojektes SINTEG der Bundesregierung belegt, in welchem in mehreren Modellregionen Szenarien für zukunftsfähige Energie-Infrastrukturen getestet werden. Dabei kommt die Strompager DX Steuerbox momentan im Projekt WindNODE zum Einsatz, um Windkraftanlagen im Umfeld von Berlin zu steuern.

Auf den kommenden metering days 2018 in Fulda präsentiert e*Message in Kooperation mit seinen Partnern die e*Nergy-Kommunikationslösung mit der Strompager DX Steuerbox.

 

Besuchen Sie uns auf den metering days und erfahren Sie mehr

Übrigens:

Im metering solutions forum berichtet Carsten Hofmann unter dem Titel "Zwei Wege – e*Nergy Steuerboxlösung: sicher, preiswert, heute verfügbar" über das moderne Steuern und Schalten von Energieerzeugern und -verbrauchern, wie es dank e*Nergy heute schon möglich ist (Di. 23.10.2018).

Schauen Sie vorbei. Wir freuen uns auf Ihren Besuch.

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 Feliks Vainik