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Energy Challenge

07. September 2018 13:01; Akt: 08.09.2018 12:57 Print

Flexible Stromkunden zahlen weniger

Ein Forschungsteam der Hochschule Luzern ist an der Entwicklung von intelligenten Stromnetzen beteiligt. Was bedeutet das?

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Nimmt die Bedeutung von Wind- und Solarenergie zu, muss das Stromnetz aus- und umgebaut werden. Es soll gerüstet werden für eine schwankende Stromproduktion durch Solar- und Windanlagen. Gleichzeitig wird unter anderem aufgrund des verstärkten Aufkommens von Elektroautos die Nachfrage nach Elektrizität steigen. Das Netz sollte gleichmässig ausgelastet werden, während die Versorgungssicherheit in keinem Moment gefährdet sein darf. Als Teil des europäischen Forschungsprojektes Power Alliance (siehe Infobox) untersucht ein Team der Hochschule Luzern um Mathematikerin Gwendolin Wilke, inwieweit sich mit mathematischen Modellen der Energieverbrauch von Stromkonsumenten vorhersagen lässt. 20 Minuten hat mit der Forscherin gesprochen.

Umfrage
Wie hoch waren Ihre Stromkosten letztes Jahr?

Inwiefern verändert das verstärkte Aufkommen von Wind- und Solarenergie das Schweizer Stromnetz?
Gwendolin Wilke: Mit dem Aufkommen von Wind- und Solarkraftwerken sind die Quellen der elektrischen Energie nicht mehr so stark örtlich konzentriert wie bei konventionellen Kraftwerken. Die Energie wird nicht mehr nur von einer zentralen Stelle aus an die Verbraucher verteilt, sondern unter anderem von vielen kleinen lokalen Produzenten ins Netz eingespeist. Man spricht dabei von einer dezentralen Architektur des Stromnetzes. Ein weiterer Unterschied zu Kraftwerken besteht darin, dass man nicht beeinflussen kann, wann wie viel Energie produziert wird. Die Energieproduktion ist vielmehr vom Wetter abhängig. Beispielsweise tritt an sonnigen, klaren und kühlen Sommertagen häufig eine Produktionsspitze auf, wenn alle Solaranlagen mit maximaler Leistung Energie ins Netz einspeisen. Dies fordert dem Netz punkto Stabilität und Kapazität oft wesentlich mehr ab als bis anhin und überschreitet teilweise dessen Möglichkeiten.
Um dem entgegenzuwirken, werden Teile des Netzes ausgebaut und die Entwicklung eines «intelligenten Netzes» – eines sogenannten Smart Grid – vorangetrieben. Dieses soll die Auslastung des Stromnetzes durch präzise Vorhersage und Steuerung des Verbrauchs optimieren. Die Energieproduktion kann nicht mehr wie bis anhin dem Verbrauch angepasst werden, sondern der Verbrauch wird künftig an die Produktion angepasst.

Was ändert sich für den Endkunden?
Aufgrund alternder Komponenten müssen Teile des Stromnetzes laufend erneuert werden. Jede solche Netzerneuerung ist kostenintensiv und wird auf die Stromkonsumenten umgelegt. Beim Umbau des Netzes zu einem Smart Grid ist der Anspruch diesen Umbau möglichst effizient zu gestalten, sodass bei ohnehin anstehenden Teilnetzerneuerungen die neue dezentrale Architektur und die Volatilität der neuen erneuerbaren Energiequellen berücksichtigt werden.
Nun werden neue Geschäftsmodelle entwickelt, die dazu beitragen, die Umsetzungskosten zu verringern und eine Win-win-Situation für alle Beteiligten zu schaffen. Das umfasst Kraftwerksbetreiber, Energieversorger und Energiehändler genauso wie Unternehmen, Quartiere und Privathaushalte.

Wie kann dies erreicht werden?
Die einzige Bedingung ist, sich an der Flexibilisierung der Netze zu beteiligen. Hierzu werden intelligente Algorithmen entwickelt, die Verbraucher – wie zum Beispiel ein Kühlhaus einer Lebensmittelkette oder mein Warmwasser-Boiler zu Hause – so steuern, dass sie dann Strom beziehen, wenn dieser gerade verfügbar ist. Der Strombezug darf hierbei allerdings nicht beliebig verschoben werden, damit der Endkunde nicht in seinen Gewohnheiten und Bedürfnissen gestört wird. So darf beispielsweise die Temperatur im Kühlhaus nicht beliebig ansteigen und mein Boiler zu Hause soll warmes Wasser bereitstellen, wenn ich abends nach der Arbeit duschen möchte. Um dies garantieren zu können, müssen Verbrauch und die Bedürfnisse der Verbraucher bereits im Voraus bekannt sein. Zu diesem Zweck entwickelt die Forschungsgruppe Mobile und Smart Systems der HSLU spezialisierte Prognosealgorithmen zur Verbrauchsvorhersage im Smart Grid.

Welche Daten sind nötig für einen zuverlässigen Plan zur Stromnutzung der nächsten 24 Stunden?
Als Grundlage für jede Planung dient die Historie. Der Verlauf der Verbraucherdaten aus der Vergangenheit wird auch in diesem Fall als Basis genutzt, auf der die Vorhersage berechnet wird. Die Genauigkeit der Prognose leitet sich allerdings nicht nur von der Menge historischer Daten und vom verwendeten Algorithmus ab, sondern auch von der Tiefe der betrachteten Kontextinformationen. Dazu gehören etwa Feiertage oder Witterungsdaten.

Gibt es neben ökologischen Vorteilen weitere Punkte, die für Smart Grids sprechen?
Einerseits kann den Energiekunden mit einem Smart Grid der Zugang zum Energiemarkt ermöglicht werden. Damit kann jeder selbst Einfluss auf seine Energiekosten nehmen und diese mitbestimmen. Anderseits kann mit einer intelligenten Vorhersage und Steuerung der Lasten die Auslastung des Stromnetzes optimiert werden, sodass sich die gesamtgesellschaftlichen Kosten für einen Ausbau des Stromnetzes verringern. Das im Forschungsprojekt Power Alliance ausgearbeitete Modell ermöglicht es darüber hinaus, den Kunden für seine flexible Energienutzung mit einem tieferen Netznutzungspreis zu belohnen. Es bringt also neben dem ökologischen und volkswirtschaftlichen Nutzen auch noch einen direkten finanziellen Vorteil für den Endkunden.

(sts)

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Die beliebtesten Leser-Kommentare

  • max62 am 07.09.2018 16:18 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Märchenstunde.

    Wenn die Kosten für den Umbau und die Erneuerung des Stromnetzes, durch den Endkunden bezahlt werden, besteht keinerlei Anreiz das auch nur im Ansatz kostengünstig zu machen.

  • Berner am 07.09.2018 14:39 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Ihr müsst nicht forschen

    ihr müsst nur die Preispolitik der BKW anschauen. Da wird das pure Gegenteil eurer Forschung klar.

    einklappen einklappen
  • max62 am 07.09.2018 16:20 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Hört auf damit.

    Uns immer wieder solchen Quatsch zu erzählen.

    einklappen einklappen

Die neusten Leser-Kommentare

  • Nikola Tesla am 08.09.2018 21:54 Report Diesen Beitrag melden

    Free Energy

    Komisch ihr seid ja alle Genie aber keiner ist es wir haben Free Energy.Freier Strom in unser Haus Plus das Auto von Nikola Tesla es geht um Menschheid und nicht um gierige menschen und Geier überlegt 3x Sehr gut Gruss Nikola Tesla

  • Peter Pan am 08.09.2018 21:29 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Hey jo

    Voll flexibel wie d elastica

  • Andrea am 08.09.2018 19:34 via via Mobile Report Diesen Beitrag melden

    Windkraft ist für die Katz

    Wer glaubt, dass Windkraft in der Schweiz eine Zukunft hat, wird blöde aus der Wäsche schauen... Solar ok, aber wir sollten zwingend auf Wasserkraft setzen. Das ist kalkulierbarer...

  • Heinz Meier am 08.09.2018 18:58 Report Diesen Beitrag melden

    Vernetztes Denken

    Ihr müsst Euch klar sein.die Stromerzeuger gehören gröstenteils dem Volkt und die Gewinne werden an den Staat abgeliefert. Fallen diese Gewinne = Weniger Abgaben an den Staat= höhere Steuern. Allerdings könnte man bei diesen Monopolisten die Managerlöhne spürbar senken

  • Bärner68 am 08.09.2018 18:06 Report Diesen Beitrag melden

    Tja, der Solarstrom

    seit ich Solarstrom einkaufe, brennen meine Lampen nach Sonnenuntergang nicht mehr. Auch das TV-Spiel schaue ich nur noch im Sommer vor Sonnenuntergang.