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Projektidee

Der Ausstieg aus der Kernkraftnutzung und die Katastrophe in Fukushima waren Anlass, den Umbau unserer Energieversorgung zu beschleunigen. Deutschland steht vor einer großen energiepolitischen Herausforderung, um die politisch gesteckten Ziele der Energiewende zu erreichen.

In einem Zeitraum von 10 Jahren gilt es, eine nachhaltige Energieversorgung zu realisieren. Erneuerbare Energien wie Windenergie, Wasserkraft, Energie aus Biomasse, Sonnenenergie, Geothermie und Meeresenergie sollen nicht nur Kernbrennstoffe ersetzen, sondern auch die fossilen Energieträger wie Kohle, Öl und Gas.

Auch das Stromnetz steht vor der größten Veränderung seiner Geschichte. Es muss intelligenter werden, um die dezentral erzeugten Erneuerbaren Energien vollständig aufnehmen zu können. Bisher kannte das Versorgungsnetz nur eine Richtung: vom Erzeuger zum Verbraucher. Zum einen muss das Netz künftig mehr Energie aufnehmen, die z. B. durch Wind, Sonne und Biomasse erzeugt wird. Zum anderen können aus Verbrauchern auch Energieproduzenten werden, die Energie ins Netz einspeisen. Die Deckung der verbrauchsbedingten Energiespitzen durch schnell reagierende Kraftwerke wird künftig nicht mehr ausreichen. Stromspeicher könnten helfen, überschüssige Energie aufzunehmen und zu einem späteren Zeitpunkt Versorgungsengpässe auszugleichen. Doch hier steht die Entwicklung noch am Anfang. Pumpspeicher-Kraftwerke sind bisher noch die einzige Möglichkeit, große Mengen elektrischer Energie wirtschaftlich zu speichern.

Intelligente Energiesysteme, auch Smart-Grids genannt, sind mithilfe von Informations- und Kommunikationstechnologien in der Lage, die Energiezufuhr Tausender dezentraler Quellen wie Solar-, Kleinwindkraft-, Mikro-KWK-Anlagen und Elektrofahrzeuge bedarfsgerecht zu steuern. Parallel zum Stromnetz entsteht ein Datennetz, das die Erzeugung, Verteilung und Speicherung von Energie koordiniert.

Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Nachfrage dem Angebot anzupassen. Bei der Stromerzeugung aus regenerativen Quellen ergeben die naturabhängigen Schwankungen (Fluktuation) und die nutzerabhängige Stromabnahme, große Probleme für die Netzstabilität. Intelligente Energiesysteme (Smart-Grids) werden für eine Kommunikation der Erzeugungsanlagen mit den Einrichtungen der Stromnetze, wie z. B. den Endgeräten im Haushalt, sorgen, um somit die Stromnetze zu entlasten.

Aber auch die Haushalte werden intelligent. Im Smart Home der Zukunft werden Heizungsanlagen, Beleuchtung, Belüftungsanlagen und Haushaltsgeräte wie z. B. Kühlschrank und Waschmaschine miteinander vernetzt sein. Dadurch ist es möglich, die Geräte und Anlagen abhängig von z. B. den Bedürfnissen der Nutzer, der Außentemperatur oder dem Angebot preiswerter Energie optimal zu betreiben.

Herzstück von Smart-Home sind die intelligenten Energiezähler, so genannte Smart-Meter, die alle relevanten Daten über Energie- und/oder Gasverbrauch in Echtzeit übertragen. Sie dienen als Datenschnittstelle zwischen privatem Haushalt, Netzbetreiber und Energielieferant. Durch sie ist auch eine Fernsteuerung der Verbraucher möglich. Doch hier steht die Entwicklung für praktische Lösungen noch am Anfang.