Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWMmySmartGrid – Intelligente Gerätesteuerung
Erneuerbare Energien sind weiterhin im Aufwind. Den unbestrittenen Vorteilen im Blick auf Umweltaspekte steht jedoch ihr nur sehr begrenzt planbares Verhalten entgegen. Sonnen- und Windenergie ergänzen sich zwar im Jahresverlauf hervorragend – aufgrund regeltechnischer Probleme werden aber zunehmend Windkraftwerke abgeschaltet. Wertvolle Energie wird so nicht genutzt. Gefördert von Bund und Land Rheinland-Pfalz im Konjunkturprogramm II, werden im Projekt »mySmartGrid« am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik in Kaiserslautern intelligente Steuerungssysteme entwickelt.
Diese passen den Energieverbrauch der Erzeugung an. »Vernünftig wäre es, wenn ich meine Geräte dann einschalte, wenn sowieso viel Wind- oder Sonnenstrom im Netz verfügbar ist«, erklärt Projektinitiator Dr. Franz-Josef Pfreundt. »Dabei möchte ich mir aber keine Gedanken über das aktuelle Energieangebot oder über den Schutz meiner privaten Verbrauchsdaten machen müssen.«
Bündelung zum virtuellen Verbraucher
An diesen Punkten setzt mySmartGrid an und ermittelt zunächst aus Sonne- und Windprognosen die für eine Nutzung günstigen Zeiten. Danach bündelt das Programm viele Haushaltsgeräte zu einem virtuellen Verbraucher. »Bei einigen Geräten ist das möglich, ohne dass man davon etwas merkt.«, sagt Projektleiter Mathias Dalheimer. »Eine Gefriertruhe beispielsweise kann problemlos einige Stunden ohne Strom auskommen.« Zusätzlich ist es möglich, die Temperatur stärker abzusenken, wenn gerade viel erneuerbarer Strom vorhanden ist. Mathematische Methoden ermöglichen es dabei, auf die bei »Smart Metern« genannten Stromzähler vorgesehene Übertragung von kundenspezifischen Verbrauchsdaten zu verzichten.
Schlüssel für diese Technologie ist die statistisch signifikante Bündelung der Stromnachfrage von vielen Privathaushalten. Dazu werden Energiemanager in den Haushalten installiert. Diese Geräte kennen die aktuelle Situation auf dem Strommarkt und können verschiedene Haushaltsgeräte steuern. Über Geräteadapter können Verbraucher, wie Tiefkühltruhen oder Wärmepumpen, gesteuert werden. Das Fraunhofer ITWM kann auf zehn Jahre Erfahrung mit Steuerung und Management von verteilten Systemen zurückblicken und ist führend in der mathematischen Modellierung, Berechung und Optimierung komplexer Systeme.
Bei mySmartGrid soll der Kunde direkt am Nutzen einer solchen Technologie partizipieren. Franz-Josef Pfreundt erklärt: »Wenn viel Strom auf dem Markt vorhanden ist, kann man diesen billiger einkaufen. Wenn umgekehrt wenig Strom vorhanden ist, kann ich Geld verdienen, wenn ich meinen Stromverbrauch reduziere – teure Kraftwerke müssen nicht hochgefahren werden.« Diese Verfahren sind bei großen Stromabnehmern lange etabliert und werden auf das Projekt mySmartGrid übertragen: Die gesamte Nachfrage der Projektteilnehmer wird gebündelt am Strommarkt gehandelt. Die dabei entstehenden Gewinne kommen dem Verbraucher zugute. Das Projekt befindet sich in der Aufbauphase; Ziel ist es, mit den ersten Testkunden in der Mitte des kommenden Jahres Erfahrungen zu sammeln.