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Das Kraftwerk von morgen

Digitalisierung und künstliche Intelligenz tragen erheblich zur Veränderung der Energie- und Stromversorgung bei.

Die Digitalisierung und der Trend zu erneuerbaren Energien geben auch einem noch kaum bekannten Stromerzeugungskonzept Aufwind: dem virtuellen Kraftwerk.

Das Kraftwerk der Zukunft könnte sich drastisch von den meist groß dimensionierten Anlagen der Vergangenheit unterscheiden. Das gilt speziell für einen Typus, der seit einiger Zeit unter Schlagworten wie Virtuelles Kraftwerk, Kombikraftwerk oder auch Schwarmkraftwerk durch die Medien geistert. Dahinter steckt weniger eine einzelne technologische Innovation als vielmehr ein überaus cleveres Konzept. Eines, das durchaus das Potenzial hat, einige der Herausforderungen der Energiezukunft zu bewältigen. Im Prinzip handelt es sich bei einem virtuellen Kraftwerk um die Zusammenschaltung von vielen kleinen, dezentralen Stromerzeugungseinheiten, um eine digitale Plattform, die Stromproduzenten und -verbraucher mit Netzbetreibern und Strommärkten verbindet. Basis dieser Plattform sind in der Regel erneuerbare Energieträger, also Windkraft-, Biogas- und vor allem Photovoltaikanlagen. Mit einem simplen Zusammenschluss zu einer virtuellen Einheit ist es aber längst nicht getan.

 

Erneuerbar und smart

Mit erneuerbaren Energieträgern wie Sonnen- und Windkraft gibt es nämlich – neben den offensichtlichen Vorteilen – zunächst auch ein Problem: Sie stehen nur unstetig und in nicht planbaren Zeitintervallen zur Verfügung. Während in einer sogenannten Dunkelflaute die Zeiger gegen null tendieren, treibt etwa eine Starkwindfront die Produktion in lichte Höhen. Genau das belastet das Stromnetz und kann im schlimmsten Fall sogar zu einem Blackout, einem großflächigen Ausfall der Stromversorgung, führen. Gerade die intelligente Vernetzung dezentraler Stromproduzenten und -verbraucher in einem virtuellen Kraftwerk kann jedoch einen wertvollen Beitrag zur Stabilisierung der Netze leisten. Einerseits, indem zusätzlich auch dezentrale Stromspeicher Teil des virtuellen Kraftwerksverbunds werden: Diese Batterien fangen vereinfacht gesagt Stromspitzen auf und geben sie in Versorgungstälern wieder ab. Andererseits wird mit Hilfe der Digitalisierung auch das Stromnetz selbst aufgerüstet, es wird zum intelligenten Stromnetz, zum sogenannten Smart Grid.

 

Digitalisierung und Energiewende

Diese Smart Grids müssen zwar noch technologische und administrative – etwa datenschutzrechtliche – Hürden überwinden und sind somit noch Zukunftsmusik. Dennoch geben sie eine gute Vorstellung davon, wie sehr Digitalisierung und künstliche Intelligenz auch den Bereich der Energie- und Stromversorgung verändern werden. Das ist auch bei virtuellen Kraftwerken nicht anders. Beim norddeutschen Energieunternehmen ARGE Netz beispielsweise versteht man Digitalisierung sogar als Kitt der Energiewende und setzt auf die Blockchain-Technologie, um direkte elektronische Verträge zwischen Erzeugern und Kunden im Rahmen von virtuellen Kraftwerken zu ermöglichen. Eine Metaanalyse der deutschen Agentur für Erneuerbare Energien mit dem Titel Die Digitalisierung der Energiewende geht auf die unterschiedlichen Aspekte detailliert ein. Eine der zentralen Schlussfolgerungen spricht Bände: „Virtuelle Kraftwerke und Smart Grids sind auf eine hohe Quantität und Qualität von Daten angewiesen.“

 

Pilotprojekte und 5G

Erste konkrete Planungen von virtuellen Kraftwerken gibt es bereits, derzeit meist in Form von Photovoltaikanlagen auf neuen Immobilien. So beispielsweise auf Hawaii, wo bis 2024 eine der weltweit größten derartigen Anlagen mit 1.000 Hausbatterien als Speicher für den Solarstrom entstehen soll. Oder im US-Bundesstaat Utah, wo 600 Mietwohnungen der Siedlung Soleil Lofts mit Photovoltaikanlagen samt entsprechenden Batterien ausgestattet und zu einem virtuellen Kraftwerk vernetzt werden sollen. Schon in naher Zukunft könnten weitere Projekte folgen, die mit immer leistungsfähigerer Kommunikationstechnologie – Stichwort: 5G – auch die Vernetzung der einzelnen Elemente eines virtuellen Kraftwerks immer besser sicherstellen können. Smart Grids, das Internet der Dinge (Internet of Things bzw. IoT), 5G und virtuelle Kraftwerke – all diese Aspekte sind eng miteinander verwoben und geben eine gute Vorstellung davon, wohin die Strom-Reise gehen wird.

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