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Alles in einem Netz: Internet-Technologien können in Zukunft alles aus dem Smart Grid herausholen.
Stromnetze & Smart Grids

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Wie viel Web braucht das Grid?

Text: Dr. Kolja Eger, Siemens, Dr. Werner Mohr, Nokia NSN
Im Smart Grid wird es künftig gesprächig zugehen. Nur ein reger Austausch zwischen Erzeuger und Verbraucher kann die Versorgung sicherstellen. Ein von der Europäischen Kommission gefördertes Projekt zeigt, wie das Internet Basis der zukünftigen Energiesysteme werden könnte.

Das Internet, so wie wir es heute nutzen, ist nicht geeignet, Smart Grids zu steuern. Neue Internet-Technologien können aber helfen, „intelligente“ Energienetze auszubauen. Wie das gehen kann, haben in den letzten zwei Jahren 35 Energie- und IKT-Unternehmen im Projekt Finseny (Future Internet for Smart Energy) [1] erforscht. Beteiligt waren Nokia Solutions and Networks und Siemens Corporate Technology, Forschungszentren und Universitäten aus ganz Europa.

Smart Grids müssen mit anderen Applikationsfeldern wie Smart Buildings, Smart Markets und E-Mobility mit Hilfe von Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) zusammenarbeiten. Unklar ist noch, wie die optimale Kommunikationslösung für Smart Energy aussehen und welche Rolle das Internet dabei spielen wird. Deshalb müssen Stakeholder in der Wertschöpfungskette in Kooperationsprojekten zusammenarbeiten, um technologische Trends wie das Internet der Zukunft zu gestalten.

Möglich ist das nur mit Kommunikationsnetzen, die zuverlässig, sicher und kostengünstig sind und gleichzeitig so flexibel, dass für alle regional unterschiedlichen Energienetze geeignete Kommunikationslösungen bereitstehen – auch wenn sich die Energienetze weiterentwickeln. Das Projekt Finseny zeigt, wie mit dem Internet und Internet-Technologien ein Kommunikationsnetz für Smart Grids realisiert werden kann, und trägt damit aktiv dazu bei, eine industrieübergreifende Normung und Standardisierung zu entwickeln, etwa im Rahmen der Smart Grid Coordination Group (SG-CG) [2].

Das Projekt Finseny hat in den letzten zwei Jahren analysiert, wie das Internet der Zukunft und seine Technologien Energienetze steuern können. Die Anforderungen an das Internet der Zukunft wurden für die folgenden fünf Szenarien ausgearbeitet und daraus neue Kommunikationsarchitekturen abgeleitet:

  • Distribution Networks

  • Microgrids

  • Smart Buildings

  • Electric Mobility

  • Electronic Marketplace for Energy

Alle fünf Szenarien profitieren von einem „Future Internet“, entweder direkt durch Nutzung öffentlicher Kommunikationsinfrastrukturen wie das Internet oder durch die Verwendung von Internet-Technologien in privaten Netzen. Eine Herausforderung bilden die kurzen IKT-Innovationszyklen im Vergleich zu längeren Zyklen für den Umbau des Energiesystems. Sie erschweren eine Vision für das Internet der Zukunft und dessen Anwendung in einem intelligenten Energiesystem der Zukunft. Daher ist eine Reihe grundsätzlicher Designprinzipien zu entwickeln, die trotz technologischer Veränderungen Bestand haben. Beispiele hierfür sind offene Schnittstellen, Security-by-Design, Einfachheit, Wartbarkeit, Autokonfiguration und Modularität.

Weiterhin sind einige Prinzipien nicht nur auf die IKT anwendbar, sondern stehen in Beziehung zum Aufbau des intelligenten Energiesystems. So bringt die Entwicklung zu einer dezentralen Erzeugungsstruktur eine dezentrale Kontrollstruktur und Datenverarbeitung auf der IKT-Ebene mit sich. Gemeinsam mit zehn weiteren Projekten aus verschiedenen Anwendungsbereichen im Rahmen der Future Internet Public Private Partnership (FI-PPP) [3] werden diese Anforderungen umgesetzt und langfristig zu etablierten Future-Internet-Standards weiterentwickelt. Die FI-PPP arbeitet vor allem generische und domain-spezifische Enabler aus. Generische Enabler können weit über Smart Energy hinaus genutzt werden. Domain-spezifische Komponenten können dagegen nur in Smart-Energy-Systemen eingesetzt werden.

Ergebnisse und Ausblick

Auf dem Gebiet Smart Energy herrscht inzwischen ein klares Verständnis, was das Future Internet und die Internet-Technologien leisten müssen und wie sich aktuelle Internet-Trends, wie 4G-Mobilfunknetze (LTE), Internet of Things, Internet of Services oder Cloud Computing auswirken können. Im Projekt wurden auch bereits erste Szenarien identifiziert und Anwendungsfälle ausgearbeitet. Sie zeigen, wie Smart Grids von den Internet-Technologien profitieren werden. Die Ergebnisse sind in der FI-PPP abgestimmt, in der alle wichtigen Stakeholder eingebunden sind. Ein Großteil der Ergebnisse ist online frei abrufbar (siehe QR-Code) und in einem White Paper zusammengefasst [4].

Im Anschluss an dieses Projekt sind in einer zweiten Phase der Future Internet Public Private Partnership erste Feldtests geplant, in der auch die theoretischen Erkenntnisse praktisch verifiziert und weiterentwickelt werden. Das Projekt Finesce (Future Internet Smart Utility Services) wird hierbei die Arbeiten mit dem Fokus auf Smart Energy fortführen.

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