Wie Smart Grids die Energieversorgung optimieren

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Smart Meter, Basis intelligenter Netz- und Ressourcensteuerung

Intelligente Zähler, englisch: Smart-Meter, bilden in Kombination mit Smart-Meter-Gateways (SMGW) das Rückgrat einer intelligenten Netz- und Ressourcensteuerung im Energiesektor. Die Einrichtungen dienen zum Beispiel als Strom-, Gas-, Wasser- oder Wärmezähler. Doch geht ihre Funktion über die eines aus der Ferne ablesbaren Zählers hinaus. In Deutschland sind Smart Meter für Großkunden seit den 1990er-Jahren in Betrieb, seit 2010 werden sie auch für kleinere Unternehmen und Privathaushalte angeboten.

Für die Zukunft ist ein stufenweiser Roll-Out in Kombination mit SMGW geplant: Ab 2017 für Verbraucher ab 10.000 kWh, ab 2020 dann für Kunden, die mehr als 6000 kWh verbrauchen. Über das SMGW erfolgt die Anbindung an das Internet. Damit eine PV-Anlage sinnvoll genutzt werden kann – insbesondere als Teil eines virtuellen Kraftwerks – benötigt sie einen leistungsfähigen Energiespeicher.

Dieser basiert heute in der Regel auf Li-Ion-Akkus. Hier führt die zunehmende Massenfertigung zu einem Preisverfall, so dass sich die Wirtschaftlichkeit dieser Lösungen immer weiter verbessert. Auch der Speicher muss wichtige Zustandsdaten über das SMGW kommunizieren, etwa seine Kapazität und seinen aktuellen Füllgrad. Entsprechend sind auch hier Lösungen erforderlich, die den Ladezustand zuverlässig ermitteln und an die Leitwarte übertragen.

IT-Security im Smart Grid: Kommunikation zwischen Kraftwerken

Die transparente, nahtlose und bidirektionale Übertragung von energierelevanten Informationen in Echtzeit ist Grundlage des Smart Grids. Noch wichtiger ist aber die Sicherheit der Systeme – sie entscheidet über den Erfolg künftiger Smart-Grid-Anwendungen. Früher haben Kraftwerke und Betriebsstellen über eine eigenständige, in der Regel kabelgebundene Infrastruktur kommuniziert.

Im Zuge der Dezentralisierung greift dieser Ansatz nicht mehr. Sind beispielsweise mehrere Windkraft- und PV-Anlagen Teil eines virtuellen Kraftwerks, so wäre es viel zu aufwendig, für jeden Standort eine separate Leitung zu verlegen, die einzig dem Zweck dient, mit der Leitstelle des Betreibers Daten auszutauschen. Die Lösung lautet auch hier: das Internet.

Betreiber alter Kraftwerke sitzen allerdings in einer Zwickmühle: Sie müssen ihre Systeme gegenüber dem Internet öffnen, doch ihre alten Kommunikationsinfrastrukturen sind häufig unsicher. Sie stammen oft noch aus einer Zeit vor dem Siegeszug des Internets, in der Cyber-Security keine oder zumindest eine untergeordnete Rolle spielte.

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