Bisherige Situation auf dem Strommarkt
Auf dem europäischen Markt steigen die Strompreise konstant. Gleichzeitig kommt es durch den zunehmenden Anteil erneuerbarer Energiequellen zu abnormen Situationen auf dem Strommarkt. Windkraft und Solarenergie stehen nur unregelmäßig zur Verfügung, da sie abhängig von nicht zu kontrollierenden Kräften sind und folglich die Erzeugung nicht bedarfsabhängig gesteuert werden kann.
Alternative Energiequellen erzeugen somit auch zu Zeitpunkten Strom, zu denen der Strom gerade nicht benötigt wird. Es entsteht eine erhebliche Überproduktion an Strom, wenn konventionelle Energiequellen, wie Kraftwerke, kurzfristig nicht einfach abgeschaltet werden können.
Dieses Szenario ist keine Fiktion, sondern bereits mehrmals eingetreten, u. a. am 4. Oktober 2009, als in der Nacht auf Sonntag durch einen kleinen Herbststurm so viel Strom produziert wurde, dass dieser kurzzeitig zu einem negativen Preis von minus 500 EUR/MWh angeboten wurde. Jeder Kunde, zum Beispiel ein Pumpspeicherkraftwerksbetreiber, der in dieser Nacht Strom abnahm hat pro abgenommener MWh 500EUR ausgezahlt bekommen!
Gleichzeitig wurde der erzeugte Strom den Betreibern der Windanlagen im Rahmen der Einspeisevergütung teuer bezahlt. Nach dem Erneuerbare Energien-Gesetz (EEG) tragen die deutschen Stromkunden die Kosten für die Einspeisung und Förderung von erneuerbaren Energiequellen.
Bei allen Parteien des Strommarktes besteht großes Interesse, diese Ineffizienzen des Strommarktes abzuschaffen. Durch Smart Grids (intelligente Stromnetze) sollen Angebot und Nachfrage sehr genau prognostiziert, überwacht und soweit möglich auch flexibilisiert werden.
Die Politik reagiert, indem die Erforschung von Smart Metering und Smart Grid Konzepten gefördert und gleichzeitig die Energieversorger zur Einführung flexibler Strompreise ab 2011 verpflichtet werden.
Lösungskonzept des C-LAB
Der Smart-Metering Demonstrator des C-LABs adressiert im Gegensatz zu bisherigen Smart Metering Konzepten, bei denen die Verbrauchserfassung pro Haushalt an der Hauswand endete, nun die Erfassung der einzelnen Stromverbraucher eines Haushalts und leistet gleichzeitig einen Beitrag zur Flexibilisierung der Stromnachfrage.
Durch flexible Stromtarife entsteht der Wunsch, einzelne Verbraucher (Geräte) in Abhängigkeit vom Strompreis zu steuern. Gleichzeitig gilt es aber die Privatsphäre der Haushalte zu schützen und ihre Autonomie bei der Verwendung der Geräte zu wahren. Der C-LAB Demonstrator stellt die genannten Anforderungen sicher, indem die einzelnen Verbraucher erfasst und über eine intelligente Middleware gesteuert werden.
Der Steuermechanismus beruht dabei auf einem Regelsystem, das zum Einen die vom Stromlieferanten bezogenen aktuellen Strompreisinformationen und zum Anderen ein einmalig zu definierendes persönliches Profil des Verbrauchers zur Steuerung auswertet.
Das Regelsystem stellt sicher, dass der Haushalt die Autonomie bei der Nutzung der Haushaltsgeräte behält. So könnte zum Beispiel eine Regel lauten: Belade die Batterie des Elektroautos, wenn der Strompreis kleiner 0,18 EUR/kWh ist und verkaufe den Strom, wenn der Strompreis größer 0,25 EUR/kWh ist. All dies ist aber unter der Prämisse zu erfolgen, dass das Elektroauto um 7 Uhr morgens voll aufgeladen ist.
Vorteile der Lösung
Der Vorteil des Lösungsansatzes ist der, dass Haushaltsgeräte und Smart Meter leicht integriert und miteinander vernetzt werden können, so dass die Stromnachfrage auf Geräteebene flexibel an das verfügbare Stromangebot angepasst werden kann.
Durch die Möglichkeit den Strombedarf auf Geräteebene zu erfassen erhöht sich die Transparenz sowohl für den Endkunden als auch für den Stromanbieter. Durch die Verwendung eines Regelsystems wird der Endkunde selbst in die Lage versetzt selbst zu bestimmen, wann und wie die Steuerung einzelner Verbraucher ausgeführt wird, was die Endkundenakzeptanz wesentlich erhöht.
Vorstellung des Smart Metering Demonstrators auf dem Tag der offenen Tür der Universität Paderborn
Am 4. Juli 2010 öffnet die Universität Paderborn im Rahmen der Paderborner Wissenschaftstage, die in Kooperation zwischen der Universität Paderborn, der Stadt Paderborn und dem Heinz Nixdorf MuseumsForum durchgeführt werden, ihre Türen (<link http: www.uni-paderborn.de tdot2010 _blank external-link-new-window external link in new>www.uni-paderborn.de/tdot2010/).
Dabei präsentieren sich an diesem Tag neben den Lehrstühlen, die in die Welt der Wissenschaft mit ihren vielfältigen Forschungsfeldern einführen möchten, auch Kooperationspartner der Universität, Unternehmen und Institutionen mit Messeständen.
In diesem Zusammenhang wird C-LAB seinen Smart-Metering Demonstrator, der im Rahmen des europäischen <link http: www.c-lab.de typo3 de forschungsprojekte hydra index.html internal-link internal link in current>Forschungsprojekts Hydra entstanden ist, dem interessierten Publikum vorstellen. Darüber hinaus ist das C-LAB mit weiteren Exponaten zu den Themen useTable - Multi User Table for Tangible Interaction, Autonome Fußballroboter, Remote Field Assistant und elektronisches Lenksystem im Fahrzeug auf dem Tag der offenen Tür der Universität vertreten.
Kontakt
Frank Berger
E-Mail: <link window for sending>fb.berger[at]siemens.com
Siegfried Bublitz
E-Mail: <link window for sending>siegfried.bublitz[at]siemens.com
Florian Röhr
E-Mail: <link window for sending>florian-roehr[at]siemens.com
