Der Ausbauboom bei der regenerativen Stromerzeugung hat dazu geführt, dass es immer häufiger und insbesondere auch tagsüber zu Zeiten eines Stromüberangebots kommt. Scheint die Sonne, liefern Photovoltaikanlagen oft mehr Strom, als in den regionalen Netzen nachgefragt wird. Mittlerweile gibt es über eine Million Anlagen verteilt über ganz Deutschland. Der Abtransport der Überkapazitäten erfordert einen massiven Ausbau der Stromnetze. Doch eine Kardinalslösung ist dies auch nicht. Oft wird der Strom auch anderswo nicht gebraucht. Genauso problematisch nur umgekehrt sind Spitzenzeiten im Stromverbrauch, die zum Beispiel häufig am frühen Abend auftreten. Etwaige Unterkapazitäten müssen dann ausgeglichen werden. Im schlimmsten Fall kann die erhöhte Nachfrage das Stromnetz überlasten.

Um künftig das Potenzial der umweltfreundlichen und nachhaltigen Stromerzeugung aus Sonnenenergie und Windkraft optimal nutzen zu können, ist es daher erforderlich, Stromangebot und Stromnachfrage besser aufeinander abzustimmen. Je näher Stromverbraucher und Stromerzeuger beieinander liegen, desto weniger Energie muss über weite Strecken im Netz herumtransportiert werden. Je mehr es also gelingt, die witterungsbedingt stark schwankenden Stromerträge insbesondere von Photovoltaikanlagen durch flexible Stromverbraucher in der Nachbarschaft aufzufangen, desto weniger Aufwendungen werden für den Ausbau der Stromnetze benötigt.

Im von der Europäischen Kommission geförderten Projekt GreenCom entwickeln und erproben internationale Partner aus Wissenschaft und Industrie ein solches »Smart Energy Management System« für die Steuerung von Verbrauch und Erzeugung im Stromnetz auf lokaler Ebene. Auf Microgrid-Level werden dazu die Haushalte und Betriebe mit intelligenten Stromzählern sowie zusätzlichen Messsensoren, beispielsweise zur Temperaturmessung, vernetzt. Nahezu in Echtzeit werden so sowohl die Verbrauchsdaten der einzelnen Haushalte als auch der Stromertrag der regenerativen Energieerzeuger in der Nachbarschaft gesammelt, aggregiert und ausgewertet. Anhand dieser Daten ist das Management-System dann in der Lage, kurzfristige Vorhersagen für einen Zeitraum von bis zu vier Stunden über Stromangebot und -nachfrage im lokalen Stromnetz bereitzustellen.

»Außerdem werden die hauptsächlich für den Stromverbrauch der Haushalte verantwortlichen Geräte mit dem System vernetzt, so dass der Einsatz von etwa Wärmepumpen, Kühlgeräten, Waschmaschinen oder auch das Aufladen von Elektrofahrzeugen dem Stromangebot entsprechend gesteuert werden kann«, so Daniela Fisseler vom Fraunhofer-Institut für Angewandte Informationstechnik FIT.

Aktuell realisieren die GreenCom-Partner eine Testumgebung, um ausgewählte Anwendungsfälle zu evaluieren und Daten zur Analyse verschiedener Geschäftsmodelle zu sammeln. Erste Pilotimplementierungen wurden bereits entwickelt und werden schrittweise erweitert. Parallel wird das System zusammen mit dem lokalen Stromnetzbetreiber auch in Haushalten auf der dänischen Insel Fur installiert, um die verschiedenen Lösungsansätze zur lokalen Energiesteuerung unter Alltagsbedingungen im Praxisbetrieb erproben. Voraussichtlich wird diese Installation bis zu 42 reguläre Verbraucher und Energie erzeugende Verbraucher umfassen.

Das GreenCom Projekt wird von der Europäischen Kommission im 7. Rahmenprogramm (FP7 ICT-2011.6.1 Smart Energy Grids) gefördert. Das Konsortium umfasst neben Fraunhofer FIT das Instituto Superiore Mario Boella (Koordinator), Sensing&Control Systems (SCS), In-JeT ApS, Tyndall National Institute – University College Cork, Actua A/S und EnergiMidt A/S. Weitere Informationen: www.greencom-project.eu

Das GreenCom Projekt wird vom 10.-14. März 2014 auf dem CeBIT Gemeinschaftstand der Fraunhofer-Gesellschaft in Halle 9, E40 vorgestellt.