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Strom wird schlauer?

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  1. Strom wird schlauer?

    Autor: expe80 02.11.18 - 11:28

    Ein Simulationstool für die Vorhersage von Netzengpässen gibt es schon seit über 10 Jahren. Das ist wirklich keine Neuigkeit und wird auch nicht dazu führen, dass der Strom schlauer wird oder Kabel bzw. Umspannwerke schneller gebaut werden können.

    Vielleicht mal ein paar Zahlen, damit der Leser mal ein Gefühl bekommt worüber wir hier reden. Wenn bei der Tennet die Offshore-Windparks bei Sturm hochlaufen und dann bei Überschreitung der Grenzwerte sich aus dem Wind drehen, gehen 8GW Leistung aus dem Netz. Wenn wir den Speicher der Australier mit 129MWh Kapazität annehmen, bräuchten wir 62 vollgeladene Speicher dieser Art, um eine Stunde den Ausfall zu kompensieren. Heute regelt das der Regelenergiemarkt bzw. das europäische Verbundnetz.

    IT wird die Energiewende nicht retten. Am Ende hilft nur Physik in Form von Kabel und Transformatoren.

  2. Re: Strom wird schlauer?

    Autor: pumok 02.11.18 - 11:47

    expe80 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    > IT wird die Energiewende nicht retten. Am Ende hilft nur Physik in Form von
    > Kabel und Transformatoren.

    Das stimmt schon, aber mit der entsprechenden Technik ist noch sehr viel mehr möglich. Ich habe 3 grosse Stromverbraucher Zuhause: Wärmepumpe, Warmwassererzeuger und Whirlpool. Bei allen 3 ist es mir herzlich egal, wann die laufen, solange sie eine bestimmte Dauer pro Tag am Netzt sein dürfen.
    Ich verstehe das nicht. Schon vor Jahrzehnten wurden die Waschmaschinen während der Mittagszeit ausgeschaltet, weil der Strom den Kochherden vorbehalten war. Warum ist das Netz heute weniger Smart als früher?

    Klar, das Nord/Süd Problem kann so nicht vollständig gelöst werden. Trotzdem bin ich überzeugt, dass man die bestehenden Leitungen mit etwas KI deutlich besser auslasten könnte.

    Hinzukommt die Liberalisierung ders Stromnetzes auch für Private (Schweiz).
    Wenn der Strompreis im Minutentakt nach Angebot/Nachfrage aktualisiert werden würde und meine Verbraucher sich abhängig vom Strompreis einschalten würden, wäre nicht nur dem Kunden, sondern auch den Netzbetreibern geholfen.

  3. Endlich einkaufspreisabhängiger Endkundenmarkt...

    Autor: Riemen 02.11.18 - 11:56

    Die Hardware wäre bei mir da. Die Hausautomatisierung könnte bei Überangebot und damit günstigem Einkaufspreis in dem Falle die vollgeladene Waschmaschine und den Trockner einschalten, den Haus- und Auch laden, falls die Solaranlage vorraussichtlich für den Tag nicht mehr genug Strom produzieren wird und, falls alles andere schon durch ist, noch den Wärmetauscher im Wasserspeicher für Warmwasser und Heizung einschalten.
    Steigt dann der Preis, werden die Verbraucher innerhalb von Sekunden wieder abgeschaltet.

    Wenn das politisch durchgesetzt wurde und genug Endverbraucher mitmachen, hat sich das Problem mit der Netzstabilität ganz schnell erledigt...

    Leider fehlt da bei unserer Regierung seit Jahren komplett der politische Wille...

  4. Re: Strom wird schlauer?

    Autor: expe80 02.11.18 - 12:04

    Eine KI hilft sehr wenig. Sie führt eher dazu, dass sich auch Kleinstanlagen im Niederspannungsbereich synchronisieren und aufgrund der entstehenden Gleichzeitigkeiten wiederum Engpässe am lokalen Strang hervorrufen.

    Das Thema Kabel besser auslasten ist schwierig, denn man sollte bedenken, dass auch Kabel mal außer Betrieb genommen werden müssen und die Lasten auf entsprechend andere Trassen gelegt werden müssen. Daher sind Auslastungen immer relativ.

    Wenn wir auf ein anderes Preismodell schwenken würden, gäbe es auch Anreize, dass sich Anlagen unter Berücksichtigung der Netzsituation verhalten. Solange am EOM-Markt im B2C Bereich festgehalten wird, ändert sich für den Endverbraucher leider nichts. Tendenziell wird es wohl eher teurer.

    Weiterhin ist dazu zu sagen, dass Sie mit Ihrer flexiblen Anlage am Netzpunkt des Engpasses sitzen müssen, damit die Intelligenz was bewirkt. Das ist in den meisten Fällen nicht so, da der Strommarkt von einer deutschlandweiten Kupferplatte ausgeht.

    Ich geb Ihnen ganz recht... da muss mal ein ganzheitliches und vernünftiges Konzept her anstatt Schlagworte zu idealisieren und blind nach einer Wende zu schreien, die unter den aktuellen Rahmenbedingungen nicht funktioniert und physikalisch mehr Herausforderungen aufwirft als sie Nutzen verspricht.



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 02.11.18 12:07 durch expe80.

  5. Re: Endlich einkaufspreisabhängiger Endkundenmarkt...

    Autor: pumok 02.11.18 - 12:07

    Bei mir wurde vor gut einem Jahr der Zähler für die Wärmepumpe gewechselt. Das Ding kann ausser Strom zählen absolut nichts, nicht mal aus der Ferne ausgelesen werden.
    Die Wärmepumpe hängt an einem separaten Zähler, weil der Wärmepumpentarif günstiger ist. Warum zum teufel ist der günstiger (oder der normale teurer), wenn der Verbraucher trotzdem selbst entscheiden kann, wann er den Strom beziehen will?

    Ich hätte den smarten Zähler sogar selbst bezahlt, wenn ich dafür von günstigerem Strom profitieren kann. Aber nein, ist von meinem Stromanbieter nicht verfügbar. Und den Stromanbieter wechseln geht bei uns nicht, ausser man bezieht mehr als 100'000 kW/h pro Jahr.
    Ich denke, der wirkliche Durchbruch kann erst kommen, wenn es Konkurrenz gibt im Strommarkt. Dann werden hoffentlich Anbieter versuchen sich durch smarte Lösungen einen Marktvorteil zu verschaffen.

  6. Re: Endlich einkaufspreisabhängiger Endkundenmarkt...

    Autor: expe80 02.11.18 - 12:09

    Der Endkundenmarkt wird das Netzproblem nicht lösen, da er die jeweilige Netzauslastung am Anschlusspunkt des Kunden nicht berücksichtigt. Weiterhin hat die aktuelle Regierung die Einführung eines neuen Preismodells für den B2C-Markt ausgeschlossen.

  7. Re: Strom wird schlauer?

    Autor: pumok 02.11.18 - 12:31

    expe80 schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Eine KI hilft sehr wenig. Sie führt eher dazu, dass sich auch
    > Kleinstanlagen im Niederspannungsbereich synchronisieren und aufgrund der
    > entstehenden Gleichzeitigkeiten wiederum Engpässe am lokalen Strang
    > hervorrufen.

    Die KI muss vom Netzbetreiber betrieben werden und nicht von den Verbrauchern.
    Dann kann sie solche Effekte gezielt verhindern. Der Kunde meldet seine Verbraucher(Gruppen) an und vergibt entsprechende Prioritäten. Je höher die Priorität eines Verbrauchers, umso teurer wird der Strom.

    Bezugsprioritäten:
    Prio 1 ist dauerhaft eingeschaltet: Steckdosen, Licht, ...
    Prio 2 kann bei starker Auslastung kurzzeitig unterbrochen werden: Kühlschrank, ...
    Prio 3 wird munter ein-/ausgeschaltet, mit einer Mindesteinschaltdauer pro Tag: Wärmepumpen, etc.
    Prio 4 wird nur dann eingeschaltet, wenn Überkapazitäten vorhanden sind: Batteriespeicher

    Dann gibt es noch Erzeugerprioritäten. Da wird definiert, ob die Solaranlage den Batteriespeicher laden, den Eigenbedarf decken oder ins Netz einspeisen soll.

    Die Einteilung in die Prioritätsgruppen könnte auch dynamisch erfolgen, abhängig von konfigurierten Ober- und Untergrenzen für den Strompreis.

    > Das Thema Kabel besser auslasten ist schwierig, denn man sollte bedenken,
    > dass auch Kabel mal außer Betrieb genommen werden müssen und die Lasten auf
    > entsprechend andere Trassen gelegt werden müssen.

    In vielen Fällen ist das planbar, also muss die KI nur mit der Info gefüttert werden. Bei einem unerwarteten Ausfall ist die KI dem Menschen noch überlegener, denn der Mensch kann nicht innerhalb so kurzer Zeit so grosse Datenmengen verarbeiten.
    Wenn es so ein Prioritätsmodell gäbe, könnte der Verbraucher auch konfigurieren, welche Gruppen versuchen sollen einen solchen Stromausfall zu überbrücken und zu welchem Preis.

    > Weiterhin ist dazu zu sagen, dass Sie mit Ihrer flexiblen Anlage am
    > Netzpunkt des Engpasses sitzen müssen, damit die Intelligenz was bewirkt.
    > Das ist in den meisten Fällen nicht so, da der Strommarkt von einer
    > deutschlandweiten Kupferplatte ausgeht.

    Wenn jeder Verbraucher flexibel ist, dann sind auch immer flexible Verbraucher beim Engpass :-)

    > Ich geb Ihnen ganz recht... da muss mal ein ganzheitliches und vernünftiges
    > Konzept her anstatt Schlagworte zu idealisieren und blind nach einer Wende
    > zu schreien, die unter den aktuellen Rahmenbedingungen nicht funktioniert
    > und physikalisch mehr Herausforderungen aufwirft als sie Nutzen verspricht.

    +1

    Mir ist klar, dass meine Gedanken im Moment noch ziemlich utopisch sind. Trotzdem, irgendwann müssen wir mal beginnen. Es werden täglich Smart-Homes gebaut, welche mit verhältnismässig wenig Aufwand deutlich Smarter sein könnten. Aber da es keinen Standard gibt, wird kein Bauherr sowas einplanen. Immerhin, Smarthäuser, welche jeden elektrischen Verbraucher direkt am Stromverteiler anbinden, können mit überschaubarem Aufwand tauglich für mein Utopie-Konzept gemacht werden :-)

  8. Re: Endlich einkaufspreisabhängiger Endkundenmarkt...

    Autor: pumok 02.11.18 - 12:34

    Ja, das sind 2 Ursachen für die aktuellen, bzw. zukünftigen Probleme im Netz.

  9. Re: Endlich einkaufspreisabhängiger Endkundenmarkt...

    Autor: expe80 02.11.18 - 15:36

    Es gibt bereits Lösungsansätze der Netzbetreiber, die zukünftig einen koordinierten Zugriff auf flexible Anlagen für alle berechtigten Marktteilnehmer ermöglichen. Diese sind aktuell in der Diskussion. Die Sache mit der KI ist eine nette Idee, aber noch sehr weit weg von der Wirklichkeit. Damit etwas planbar wird, müssen technische Voraussetzungen geschaffen werden (z.B. Betriebsmessungen an den jeweiligen Netzpunkten). Das passiert meistens nicht von heute auf morgen und ist im breiten Feld auch nicht einfach realisierbar. Es gibt erste Lösungen, die funktionieren. Der Roll-out dauert meist länger, da die Netze nicht sehr klein sind.

    Engpässe sind heute oft im Übertragungsnetz zu finden. Die Kupplungsstellen, die hier betroffen sind liegen meistens in Landstrichen, wo es keine schaltbaren Lasten gibt. Bitte betrachten Sie Ihr Licht oder den Kühlschrank nicht als relevante Last. Im Übertragungsnetz geht es um MW bzw. eher GW über Stunden oder gar Tage. Wenn Sie hier mit Smart Homes etwas kompensieren wollen, brauchen sie ganze Städte genau an dieser einen Kupplung. Davon gibt es leider viele an den Höchstspannungsleitungen entlang und diese Engpässe sind zudem noch tagesabhängig. Die Smart Homes verursachen eher für sich genommen weitere Engpässe, weil diese sich in Netzbereichen befinden, die auf Basis einer stochastischen Verteilung des Lastverhaltens geplant sind und durch steigende Gleichzeitigkeiten oder Unsymmetrien diese Netzbereiche negativ beeinträchtigen. Das bedeutet es braucht auch hier neue Technologien, um diese Dinge auszugleichen.

    Es ist also ein mehrschichtiges Problem und eben nicht einfach zu lösen. Auch die Auslastung der Kabel und Netzstationen kann mal nicht eben überfahren werden. Die Netze sind immer für den N-1 Fall ausgelegt; das heißt, es muss immer mit einer Störung gerechnet werden, die dann durch eine entsprechende Umschaltung in einen sicheren Netzzustand fällt. Die Wartung kommt dann noch hinzu. Damit ist eine Auslastungserhöhung meistens schwer möglich. Darüber hinaus bedeutet eine steigende Auslastung der Kabel auch immer eine steigende Temperatur auf den Seilen. Ich bin sicher, wir finden hier Umweltschützer, die wegen verbrannten Vogelfüßen oder erwärmter Böden auf die Barrikaden steigen. Zudem hängen heiße Kabel auch tiefer als kalte, was örtlich wieder Beachtung finden muss.

    Stromnetz ist ein sehr komplexes System, denn es muss krisenfest und ausfallsicher sein. Hier wird fleißig an Lösungen gearbeitet, auch wenn von Außen oft wenig sichtbar wird. Das ist durchaus Absicht, denn schließlich sollen kritische Elemente in einer solchen Infrastruktur nicht als solche erkannt werden, oder?

  10. Re: Strom wird schlauer?

    Autor: freebyte 02.11.18 - 23:24

    pumok schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > [...], aber mit der entsprechenden Technik ist noch sehr viel
    > mehr möglich. Ich habe 3 grosse Stromverbraucher Zuhause: Wärmepumpe,
    > Warmwassererzeuger und Whirlpool. Bei allen 3 ist es mir herzlich egal,
    > wann die laufen, solange sie eine bestimmte Dauer pro Tag am Netz sein
    > dürfen.

    Die traditionelle Kombination (wie in meiner Anlage von 2008) aus Warmwasserbehälter, Fussbodenheizung und Kesselwasser sind ebenfalls prima Puffer; Fussbodenheizung sowieso über den Estrich.

    Würde man mir den Überschusstrom aus der benachbarten WKA zu einem vernünftigen Preis verkaufen, würde ich erst das Warmwasser auf Strom (mit Öl als Fallback) umstellen und wenn das funktioniert nochmal einen Pufferspeicher mit paar qbm Wasser für die FBH danebenstellen der ebenfalls mit Überschusstrom beheizt wird.

    Nannte man früher "Stromspeicherheizungen", die Steuerungstechnik existiert also.

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