1. Smart Grid – das clevere Netz der Zukunft
Die Kombination von Erzeugung, Speicherung und Verbrauch bildet die Basis für die intelligenten Stromnetze, sogenannte Smart-Grids, deren Vernetzung durch dezentral organisierte Energiemanagementsysteme erfolgt, die zur Koordination Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) nutzen. In einem Smart-Grid kann also nicht nur Energie transportieren werden, sondern auch Daten gesendet und somit Netzbetreibern in kurzen Abständen Informationen zur Energieproduktion und -verbrauch zur Verfügung gestellt werden. Das bringt enorme Vorteile, denn bisher hatten Verteilnetzbetreiber (VNB) weder Kontrolle noch Kenntnis darüber wann und wo eine dezentrale Erzeugungsanlage Strom ins Netz einspeist. Steigt der Anteil solcher „unkontrollierten“ Erzeuger zu sehr, steigt das Risiko von instabilen Netzzuständen. Die Optimierung der Netzauslastung und die effiziente Nutzung und Integration der erneuerbaren Energien können somit durch eine intelligente Vernetzung, Lastmanagement und Nachfrageflexibilisierung realisiert werden. Smart Grids sind somit ein unverzichtbarer Baustein zu einer regenerativen und sauberen Stromerzeugung.
2. Power Line Communication von Smart Metern
Ein wichtiger Bestandteil von intelligenten Stromnetzen (englisch: Smart Grid) sind smarte Zähler mit automatischem Last- und Ressourcenmanagement. Besonders auch in Deutschland sollen intelligente Zähler in Verbindung mit Smart Meter Gateways zum netzdienlichen Einsatz kommen. Intelligente Zähler sind vergleichbar mit Stromzählern, die digital Daten empfangen und senden können und dafür in ein Kommunikationsnetz eingebunden sind. Änderungen des Tarifs oder gesendete Daten wie beispielsweise die durchgeleitete elektrische Energie sind da nur einige Beispiele für empfangende Daten. Bereits seit den 1990er Jahren sind solch intelligente Zähler hauptsächlich bei Großkunden im Einsatz und seit etwa 2010 auch für den Privathaushalt verfügbar. Um eine bessere Netz- und Ressourcensteuerung zu erhalten, können intelligente Zähler modellabhängig auch Daten in einem schnellen Rhythmus an das Energieversorgungsunternehmen übertragen und stellen so ein kommunizierendes Messgerät dar. Kunden können so aktuelle und protokollierte Werte auslesen und diese dann analysieren oder analysieren lassen. Bei Powerline Communication (PLC), also Smart Meter die über das Stromnetz kommunizieren, werden die Daten an einen Datenkollektor in der Trafostation geschickt, von wo aus die VNBs die Informationen abrufen können. Allerdings geht bei Stromkabeln, die im Gegensatz zu Computerkabeln nicht abgeschirmt sind, ein kleiner Teil der versendeten Information in Form von Streustrahlung verloren. Der Informationsverlust kann aber mithilfe von Koaxialkabeln, wie sie beispielsweise auch in Computernetzwerken Verwendung finden, behoben werden. Ein großer Vorteil ist, dass PLC Smart Meter Frequenzhöhen zwischen 30 und 90 kHz benutzen und somit keine anderen Funkdienste stören und deshalb ohne Bewilligung durch das Bundesamt für Kommunikation (BAKOM) flächendeckend eingesetzt werden können. Des Weiteren sind Smart Meter praktisch strahlungsfrei. Zum einen werden die Daten nur wenige Male am Tag ausgelesen und zum anderen sind die Emissionen so gering, dass sie in 50 cm Abstand vom Gerät meist nicht mehr messbar sind.
3. Störungen bei der Powerline Communication mit der ONIS-Technologie beheben
Die Verteilnetze konnten in dem letzten Jahrzehnt einen rasanten Anstieg von angeschlossenen dezentralen Erzeugern wie Windkraft- und Solaranlagen sowie Ladepunkte für Elektrofahrzeuge verzeichnen. Diese Anlagen nutzen moderne Hochleistungsumrichtersysteme, welche Oberschwingungen und Zwischenharmonische in das Netz einspeisen, im weiteren Netzrückwirkungen, verursachen. Um diese Netzrückwirkungen zu limitieren, kommen Filter zum Einsatz, die nicht selten zu Problemen bei der PLC führen. So werden Signale von diesen Filtern abgeschwächt und im schlimmsten Fall sogar komplett absorbiert und die Kommunikation zwischen den Anlagen wird somit komplett behindert. Die morEnergy GmbH hat praxiserprobte Verfahren entwickelt, um PLC-Probleme zu lösen und hilft damit aktiv das Netz von Morgen voranzutreiben.