Ohne Smart Home kein Smart Grid

Das Energiesystem der Zukunft ist nachhaltig – für Geldbeutel und Umwelt

Das Energiesystem der Zukunft ist nachhaltig – für Geldbeutel und Umwelt
Smart Grid: Der Strom der Zukunft ist sauber und fair | © chombosan @ Shutterstock

Sagt Ihnen der Name Amory Lovins etwas? Der amerikanische Physiker wird oft als „Vater der Energiewende“ bezeichnet. In den 1970er-Jahren belächelte man ihn, im März 2016 wurde er auf der „Berlin Energy Transition Dialogue“ für seine herausragende Forschung ausgezeichnet. Wie die Zeiten sich geändert haben… Längst ist klar: Globale Energiepolitik ist in Zeiten von Krisen und Konflikten auch Sicherheitspolitik.

Ressourcen schonen und Erneuerbare Energien fördern sind die Gebote der Gegenwart und der Zukunft. Smart Grid heißt dabei die Revolution der Stromversorgung, mit der wir die Stromerzeugung zukünftig besser an den Verbrauch anpassen können. Das entlastet nicht nur den Geldbeutel, sondern entspricht auch dem zukunftsweisenden Angebot von Strom aus erneuerbaren Quellen.

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Was Smart Grid konkret und finanziell für den Verbraucher bedeutet, lässt sich am besten am Beispiel der Haupt- und Nebensaison erklären: Ein und dassselbe Hotelzimmer in einem Skiort kostet im Herbst oder Frühjahr deutlich weniger als im Winter. Ein Cabriolet wird ausgerechnet dann erschwinglich, wenn die Zeit für das Fahren „oben ohne“ eigentlich schon vorbei ist. Der wirtschaftliche Zusammenhang zwischen Nachfrage und Preis ist uns allen bekannt, und doch kostet eine Kilowattstunde Strom immer gleich viel – ob an einem frostigen Wintermorgen oder einem heißen Sommernachmittag.

Smart Grid bezeichnet ein intelligentes Stromnetz, das den neuen Bedingungen angepasst ist, unter denen Erneuerbare Energien zukünftig immer stärker gewonnen werden. Bis zum Jahr 2020 soll ein Drittel unseres Stroms aus Erneuerbaren Energien gewonnen werden. Bereits heute stammen bei einigen Netzbetreibern 50 Prozent der gesamten transportierten Strommenge aus regenerativen Energiequellen. Im Jahr 2015 wurden Erneuerbare Energien weltweit mit ganzen 286 Milliarden Dollar gepusht. Um diese Energie intelligent in das System zu integrieren, müssen die Netzinfrastruktur ausgebaut und neue Speichertechnologien gefunden werden.

Bisher ist unsere Stromversorgung wie folgt geregelt: Die Kraftwerke stellen in der Regel immer so viel Strom bereit, wie Haushalte und Industrie verbrauchen. Die Erzeuger richten sich also nach der Lastkurve. Zur Deckung der Spitzenlast – meist an eisig kalten Wintervormittagen – können Speicherkraftwerke innerhalb kürzester Zeit auf volle Leistung hochfahren. Eben diese ständige Bereitschaft zur Höchstleistung ist aber besonders kostspielig und nicht sonderlich effizient.

“Erneuerbare Energien sind die Triebfeder für intelligente Stromversorgung. #SmartGrid“

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Aus diesem Grund soll die Stromversorgung umgekrempelt werden: Die Nachfrage soll sich über Preissignale dem Angebot anpassen. Einen besonderen Auftrieb bekommt dieses System durch die Energierevolution, denn Windkraftanlagen liefern nur dann Strom, wenn auch Wind weht. Auch Solaranlagen sind ebenso abhängig vom Wetter.

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Smart Grid bedeutet also das Zusammenspiel der wichtigsten Akteure auf dem Strommarkt: Erzeugung, Speicherung und Netzmanagement werden zu einem ökologischen Kreislaufsystem verbunden. Der Elektroauto-Hersteller Tesla setzt genau hier an. Er möchte eine saubere Energieversorgung ohne den Einsatz fossiler Ressourcen liefern und auch die Stromversorgung in Häusern revolutionieren.

Die so genannte Powerwall ist ein mit dem Internet verbundenes Minikraftwerk für zu Hause und soll die Energie für den Alltag bereitstellen. Der große Vorteil: Wenn der Strompreis gerade besonders günstig ist – beispielsweise nachts – greift die Powerwall auf das Stromnetz zu. Ein Vorteil besonders für Unternehmen: Bei einem Stromausfall ziehen sich alle Geräte die nötige Energie aus dem Speicher. Einzelne Beispiele für eine solche Umsetzung gibt es bereits.

Ein Forschungsteam testet auf dem EUREF-Campus in Berlin Schöneberg noch bis Ende Juni 2016 ein Micro Smart Grid. Hier sollen Elektroautos zukünftig bei viel Wind als Stromspeicher dienen. Windräder können sich auf diese Weise weiter drehen, ohne dass das Netz überlastet wird. Herrscht hingegen Flaute, fließt der Strom für Haushaltsgeräte aus den Batterien der Elektroautos zurück ins Netz.

Eine Nummer größer geht die selbst ernannte Smart Region Pellworm den cleveren Stromverbrauch an. Auch hier wurden Erzeugung und Verbrauch von elektrischer Energie aufeinander abgestimmt. Werden durch starken Wind oder Sonneneinstrahlung auf der nordfriesischen Insel Pellworm große Mengen an Strom erzeugt, wird dieser in leistungsstarken Batterien sowie in Heizungssystemen von Haushalten abgespeichert.

Smart Home ist Voraussetzung für Smart Grid

Ebenso groß denkt auch Tesla. Der große Bruder des Stromspeichers – der sogenannte Powerpack – verfügt über eine Speicherleistung von 500 kWh bis zu 10 MWh und kann ganze Unternehmen mit günstigem Strom versorgen. Die Vorteile liegen auf der Hand: Neben der finanziellen Ersparnis und einer stärkeren Unabhängigkeit reduziert Smart Grid auch den CO2-Ausstoß.

Die Ersparnis bei Einzelverbrauchern liegt Untersuchungen zufolge bei bis zu 130 Euro im Jahr. Global gesehen könnte die Smart Grid-Technologie somit viel bewirken. Voraussetzung ist allerdings eine Schnittstelle zum Energieversorger, die eine Steuerung von Geräten zulässt. Diese automatisierte Verbindung einzelner Verbraucher und Erzeuger im Gebäude miteinander hat einen Namen: „Smart Home“.

Fest steht, dass das Stromnetz vor der größten Herausforderung seiner Geschichte steht. Unsere Zukunft speist sich aus erneuerbarem Strom, der in seiner Gewinnung starken Schwankungen unterliegt. Höchste Zeit, Smart Home-Technologien für eine saubere Zukunft zu nutzen.

Stromnetze müssen daher intelligenter werden und sich mit dem Datennetz, das die Erzeugung, Verteilung und Speicherung von Energie koordiniert, verbinden. Informations- und Kommunikationstechnologien können die Energiezufuhr bedarfsgerecht steuern. Spannungsschwankungen, Verfügbarkeiten und Fehlermeldungen müssen gebündelt werden, um eine reibungslose Stromversorgung zu garantieren. Voraussetzung für all dies ist, dass die Haushalte intelligenter werden.

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Nur in einem Smart Home, in dem die Heizung erkennt, wenn das Fenster offen steht und Beleuchtung, Kühlschrank und Waschmaschine miteinander vernetzt sind, werden sich die verschiedenen Funktionen und Elektro-Geräte optimal steuern lassen.

“Sauber & fair: Im #SmartHome von morgen wird der Strombedarf im 15-Minuten-Takt abgelesen.“

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In Zukunft wird also eine Komposition aus unseren individuellen Bedürfnissen als Hausbewohner, der Wetterprognose und dem Angebot an günstiger Energie unsere Elektrogeräte optimal steuern – egal, wo wir uns gerade aufhalten. Intelligente Stromzähler – so genannte Smart Meter – sammeln alle relevanten Daten über den Stromverbrauch in Echtzeit und stellen die Datenschnittstelle zwischen den privatem Haushalt, Netzbetreibern und Energielieferanten her. Voraussetzung für ein Smart Grid sind also Smart Homes. Nur so kann noch effektiver Strom erzeugt, verbraucht und eingespart werden.

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