Die Transformation der Energieversorgung bringt enorme Herausforderungen mit sich. Die Integration von Energietechnologie mit Informations- und Kommunikationstechnologien spielt eine Schlüsselrolle bei der Bewältigung dieser Herausforderungen.
In der All Electric Society kommunizieren verschiedene Akteure des Energiesystems miteinander: Energieerzeuger, Netzbetreiber, Verbraucher und Prosumer haben unterschiedliche technische Hintergründe und Interessen (z. B. Kostenoptimierung versus Netzstabilität), müssen aber dennoch „miteinander reden“.
Michael Teigeler, Geschäftsführer der DKE, erläutert: „Am Ende soll es beispielsweise möglich sein, dass die Photovoltaikanlage auf einem Bürogebäude einen Teil des Stroms liefert, den ein Stahlwerk in diesem Moment benötigt. Der Schlüssel dazu ist ein standardisierter Informationsaustausch zwischen den Sektoren in einem hochkomplexen System, das intelligent und autonom Nachfrage, Angebot und Lasten zwischen Erzeugern, Verbrauchern und Speichern steuert.“
Das Netz wird Teil des IoT
Ziel ist ein „Internet der Energie“, in dem intelligente Netze Daten von IoT-fähigen Sensoren und Geräten im Energiesystem sammeln und analysieren. Laut einer Studie des Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung könnte der weitverbreitete Einsatz intelligenter Netze die Kosten für die Netzstabilisierung bis 2030 um bis zu 30 Prozent senken.
Vielfältige Kommunikationslösungen
Alle Kommunikationstechnologien des Internets der Dinge können zur Übermittlung von Informationen genutzt werden. 5G eignet sich besonders für das Echtzeitmanagement und die Automatisierung des Smart Grids. Für Anwendungen, die eine geringe Bandbreite erfordern und bei denen hohe Latenzzeiten akzeptabel sind, wie das Auslesen von Daten von Smart Metern, bieten Low-Power-Funknetze wie LoRaWAN oder NB-IoT eine kostengünstige Alternative zu Mobilfunknetzen. Eine Breitband-Powerline-Infrastruktur, die Daten über Stromkabel überträgt, verspricht hohe Verfügbarkeit und einfache Installation. Für die Kommunikation innerhalb eines Gebäudes können Lösungen wie Wi-Fi oder ZigBee genutzt werden.
Standardisierte Sprache
Daten müssen nicht nur übertragen, sondern auch von verschiedenen Akteuren verstanden werden. Dies wird durch spezialisierte Kommunikationsprotokolle erreicht. Ein Beispiel ist das herstellerunabhängige Kommunikationsprotokoll EEBUS. Es ermöglicht, dass energiemanagementrelevante Geräte verschiedener Hersteller mit Netz- und Marktbetreibern verbunden werden können. Dazu gehören Smart Meter, Steuergeräte, Ladestationen für Elektrofahrzeuge, Wärmepumpen und Energiemanagementsysteme.
Sebastian Wolfsteiner, Experte für Energiemanagement bei Schneider Electric, betont: „EEBUS löst die Herausforderung, eine interoperable, zuverlässige und aktualisierbare Schnittstelle für alle relevanten Geräte aus verschiedenen Branchen bereitzustellen. Das ist keine triviale Aufgabe und eine Herausforderung.“ Schneider Electric hat seine Energiemanagementlösung, das Home Energy Management System, mit einer EEBUS-Schnittstelle ausgestattet.
Neben EEBUS gibt es mehrere andere Protokolle: Das Open Smart Grid Protocol (OSGP) ist eine der wichtigsten Standardgruppen für die Übertragung von Befehlen an Smart Meter. Es wird vom Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen (ETSI) veröffentlicht und basiert auf mehreren offenen Standards, darunter ANSI C12.18 und IEC 62056. Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) ist ein leichtgewichtiges Protokoll, das oft mit TCP/IP kombiniert wird und nur wenig Bandbreite oder Netzwerkressourcen benötigt. Darüber hinaus gibt es spezialisierte Protokolle wie das Open Charge Point Protocol (OCPP), das von der Open Charge Alliance entwickelt wurde und die Kommunikation zwischen einer Ladestation und einem Abrechnungs- oder Managementsystem ermöglicht.
Marktwachstum
Das Internet der Energie ermöglicht Echtzeitdaten zum Energieverbrauch und verbessert so das Management des Stromnetzes. Solar-, Wind- und andere erneuerbare Energiequellen können durch präzise Prognosen des Energieverbrauchs und der -erzeugung effektiver in das Netz integriert werden.
Die Aussichten für das Internet der Energie sind beeindruckend: Laut Analysten von Prophecy Market Insights soll das Marktvolumen von 139,5 Milliarden US-Dollar im Jahr 2024 auf 493,7 Milliarden US-Dollar im Jahr 2034 anwachsen.
