Intelligente Stromnetze: Was sind sie und wie funktionieren sie?

Was ist ein Smart Grid und wie viel Strom kann es einsparen? Diese beiden Fragen sind im Bereich der Energieinfrastruktur weit verbreitet. Ein Smart Grid ist ein Stromnetz, das alle Haushalte, Unternehmen und die intelligente Messtechnik einer Stadt miteinander verbindet. Smart-Grid-Technologien bezeichnen die nächste Generation von Energiesystemen, die Kommunikation und Vernetzung nutzen, um den Ressourceneinsatz zu optimieren. Smart Grids sind noch nicht vollständig zu einem Standardsystem für die Stromversorgung und die Steuerung von Verteilungsleitungen und Stromverbrauch ausgereift. Smart-Grid-Lösungen befinden sich noch in der Entwicklung und werden Millionen von Komponenten umfassen, darunter Computer, Stromleitungen, Übertragungs- und Verteilungsleitungen sowie Steuerungssysteme. Die Stromnetzlösungen werden sich voraussichtlich im Laufe des nächsten Jahrzehnts schrittweise weiterentwickeln. Nach ihrer vollständigen Entwicklung werden Smart Grids das gesamte Stromversorgungssystem grundlegend verändern.

Sensoren, Funkmodule, Gateways, intelligente Netzlösungen und Router gehören zu den IoT-fähigen Technologien für intelligente Energienetze. Dank dieser intelligenten Technologien können Kunden ihren Energieverbrauch bewusster gestalten, Gemeinden Strom und damit Kosten sparen und Energieversorger die Stromversorgung nach einem Stromausfall schneller wiederherstellen. Diese intelligenten Geräte im Stromnetz sorgen für eine verbesserte Netzstabilität und minimieren Stromausfälle, die bei herkömmlichen Stromnetzen häufig auftreten.

Definition eines intelligenten Stromnetzes

Der Begriff „intelligentes Stromnetz“ umfasst verschiedene Formen eines nachhaltigen Energiesystems. Intelligente Stromnetze lassen sich anhand ihrer Spannungsebenen klassifizieren, die sowohl Hoch- als auch Niederspannungsnetze umfassen. Ziel eines Stromnetzes ist die konstante Stromversorgung der Verbraucher, und intelligente Stromnetze stellen eine Technologie dar, die zur Erreichung dieses Ziels beitragen kann. Intelligente Stromnetze bieten zahlreiche Vorteile und können viele Herausforderungen bewältigen, wie beispielsweise Stromausfälle, übermäßigen Stromverbrauch, Treibhausgasemissionen, hohe Energiekosten und einen hohen Energiebedarf.

Das Stromnetz ist ein komplexes Netzwerk aus Transformatoren, Übertragungsleitungen und Umspannwerken, das Strom vom Kraftwerk zu Ihrem Haus oder Betrieb liefert. Obwohl das erste Stromnetz bereits in den 1890er Jahren installiert wurde, hat es sich seither stetig weiterentwickelt und umfasst heute immer fortschrittlichere Messinfrastruktur. Das heutige Stromnetz besteht aus mehr als neuntausend Kraftwerkseinheiten und ist mit über 300,000 Kilometern Übertragungsleitungen verbunden.

Die Gesamtlast eines Stromnetzes kann im Laufe der Zeit erheblich schwanken. Dies liegt daran, dass sie von unterschiedlichen Kundenpräferenzen abhängt und nicht stabil ist. Manche Fernsehprogramme können innerhalb weniger Sekunden einen hohen Stromverbrauch verursachen. Da das Stromnetz mehrere Funktionen gleichzeitig unterstützen muss, werden einige Notstromaggregate in einen Energiesparmodus versetzt. Das durch IoT-Technologie unterstützte Stromnetz kann dieses Problem wiederum abmildern, indem es Stromversorger oder Großkunden warnt, ihre Last zu reduzieren.

Die Definition eines intelligenten Stromnetzes umfasst weit mehr als nur eine Reihe von Technologien zur Stromerzeugung. Sie beinhaltet einen neuen Ansatz für das Netzmanagement, einschließlich des Einsatzes fortschrittlicher Sensoren und Steuerungssysteme. Letztendlich zielt es darauf ab, eine verbraucherorientierte, sichere und zuverlässige Stromversorgung zu gewährleisten. Darüber hinaus werden intelligente Stromnetze den Bedarf an Arbeitskräften im Energiemarkt reduzieren, und sobald das System vollständig autark ist, werden nur noch sehr wenige Mitarbeiter benötigt, um die bestehenden Dienstleistungen effizient zu betreiben.

Das entscheidende Merkmal eines intelligenten Stromnetzes ist seine Interdependenz. Typischerweise gehören die Komponenten eines intelligenten Stromnetzes verschiedenen Unternehmen. Einige dieser Unternehmen besitzen patentierte Elemente, und der Patentinhaber gibt diese Informationen möglicherweise erst preis, wenn seine Technologie im gesamten Netz weit verbreitet ist. So können einige Unternehmen Stromnetze besitzen, andere wiederum Energieverbrauchsberichte. Um jedoch Energieressourcen sinnvoll zu verteilen und letztendlich die Stromkosten zu senken, müssen diese Energieunternehmen Informationen austauschen und zusammenarbeiten. Dann wird es möglich sein, traditionelle Stromnetze reibungslos zu ersetzen und intelligente Stromnetze kosteneffizient zu integrieren.

Warum wird die Smart-Grid-Technologie immer beliebter?

Die Einführung energieeffizienter Smart Grids und fortschrittlicher Messinfrastruktur nimmt in Smart-Grid-Unternehmen aus verschiedenen Gründen stetig zu. Dazu gehören der Bedarf, Energieverschwendung und Stromverbrauch zu reduzieren, den Kundenservice zu verbessern, für den Fall von Stromausfällen gerüstet zu sein und veraltete, kostenintensive traditionelle Stromnetze durch energieeffiziente Ressourcen zu ersetzen. Darüber hinaus haben Fortschritte in der Stromnetztechnik die Energiekosten und die Komplexität des Einsatzes drahtloser Technologien wie Mobilfunk und Funkfrequenz in Smart-Grid-Anwendungen verringert.

Laut Scientific American werden in den USA jährlich über eine Million Megawatt Energie über ein 320.000 Kilometer langes Hochspannungsnetz transportiert . Ein großes Problem für die Vereinigten Staaten besteht darin, dass ein Großteil dieser Infrastruktur im 20. Jahrhundert im Rahmen eines milliardenschweren Projekts errichtet wurde, das weitgehend vor der Erfindung des Internets und erst recht vor dem Aufkommen von Mobilfunk- und Funktechnologien als praktikable Alternative zu teuren Kabeln konzipiert und umgesetzt wurde.

Grundelemente von Smart-Grid-Technologien

Die Grundbausteine ​​eines intelligenten Stromnetzes sind Verteilungsleitungen, intelligente Stromerzeugungssysteme, digitale Umspannwerke, Leistungselektronik und fortschrittliche Steuerungssysteme. Diese Technologien ermöglichen die Steuerung der Stromerzeugungssysteme und die Überwachung ihrer Leistung und ihres Stromverbrauchs. Die Systeme nutzen verteilte Reinforcement-Learning-Controller (DRLCs), die aus vergangenen Daten und Verhaltensmustern lernen, um das Verhalten des Stromnetzes in einem sich ständig verändernden Umfeld zu steuern. Dadurch kann das Steuerungssystem mehrere Umspannwerke und elektronische Schalter mit unterschiedlicher Zuverlässigkeit und Kosten betreiben.

Neben der Optimierung von Kapitalanlagen und der Minimierung des Betriebsaufwands senkt ein intelligentes Stromnetz auch die Wartungskosten von Kraftwerken und verbessert die Effizienz von Energiesystemen, wodurch Treibhausgasemissionen reduziert werden. Durch die Integration dezentraler Energiequellen wird die Steuerung und Priorisierung von Notfalldiensten im Energiesektor vereinfacht. Darüber hinaus integriert ein intelligentes Stromnetz kundeneigene Stromgeneratoren, die die Versorgung von Gemeinden in Notfällen aufrechterhalten können. Ein intelligentes Stromnetz trägt außerdem zur Modernisierung der alternden Stromerzeugungsinfrastruktur, zur Steigerung der Energieeffizienz, zum Management von Energieüberschüssen, zur Vermeidung von Stromausfällen und zur Verbesserung des Zusammenhangs zwischen Stromverbrauch und Umwelt bei.

Darüber hinaus wird das intelligente Stromnetz zu einem wichtigen Bestandteil der digitalen Transformation von Energieversorgungsunternehmen. Während herkömmliche Stromnetze veraltet und ineffizient sein können, tragen der Einsatz erneuerbarer Energien, Solartechnologien und intelligenter Kommunikationssysteme dazu bei, dass Energieversorgungsunternehmen effizientere und zuverlässigere Systeme für das Management erneuerbarer Energien realisieren können. Intelligente Stromnetze ermöglichen die Verteilung großer Strommengen und helfen, Energieverluste zu reduzieren. Sie tragen dazu bei, Energieverschwendung zu verringern, indem sie den Energieverbrauch überwachen und proaktiv auf Herausforderungen im Energiesektor reagieren. Diese IoT-Technologie findet zunehmend Verbreitung und wird in zahlreichen Anwendungen, insbesondere in der Telekommunikationsbranche, eingesetzt.

Das intelligente Stromnetz auf dem Prüfstand

Alle Stromabnehmer aus dem Netz, darunter Energieversorger, städtische Dienste und Privatpersonen, profitieren von der Einführung intelligenter Stromnetze durch die Regierungen. Einige wichtige Beispiele verdeutlichen die Auswirkungen des Übergangs zum intelligenten Stromnetz, auch wenn wir nicht alle Anwendungsfälle abdecken können.

Die Fähigkeit von Energieversorgungsunternehmen, den Zustand des Stromnetzes zu beurteilen, wird durch das intelligente Stromnetz erheblich verbessert. Mithilfe intelligenter Zähler können Energieunternehmen beispielsweise den Strombedarf in Echtzeit mit einer bisher unerreichten Genauigkeit ermitteln. Dadurch können sie Bedarfsspitzen besser vorhersehen und darauf reagieren und so das Risiko von Stromausfällen verringern.

Intelligente Anlagen wie Transformatoren und Umspannwerke, die mit IoT-Geräten (Internet der Dinge) ausgestattet sind und Mobilfunk- und Funktechnologien nutzen, können bei Stromausfällen die Stromversorgung autonom umleiten, um eine optimale Energieverteilung zu gewährleisten. Durch den Einsatz intelligenter Zähler in Kraftwerken müssen Energieversorgungsunternehmen nicht mehr jedes Mal Servicetechniker mit einem Fahrzeug entsenden, wenn die Gefahr von Stromausfällen oder übermäßigen Treibhausgasemissionen besteht. (Der folgende Text stammt direkt von SmartGrid.gov :)

„Mit einem intelligenteren Stromnetz werden wir Katastrophen wie Hurrikane, Erdbeben, starke Sonneneruptionen und Terroranschläge besser bewältigen können. Im Falle eines Geräteausfalls oder einer Stromunterbrechung ermöglicht die bidirektionale Interaktivität des intelligenten Stromnetzes eine automatische Umleitung.“

Die Nutzung intelligenter Stromnetze zur Minderung der Auswirkungen von Terroranschlägen ist ein innovatives Konzept, das später genauer erläutert wird. Zunächst ist es aufschlussreich, die Vorteile intelligenter Stromnetze für die städtische Energieverwaltung kennenzulernen.

Übertragung von Daten und Elektrizität

Die Entwicklung intelligenter Stromnetze wird durch mehrere wichtige Technologien vorangetrieben, darunter Solaranlagen auf Hausdächern, intelligente Haushaltsgeräte, erneuerbare Energien und intelligente Stromzähler. Laut aktuellen Studien zu intelligenten Stromnetzen spielen IoT-Technologien und Big-Data-Analysen eine entscheidende Rolle bei der Nutzung erneuerbarer Energien und Solaranlagen auf Hausdächern sowie bei der Reduzierung von Treibhausgasemissionen (Abir, Anwar, Choi & Kayes, 2021). Durch die Nutzung der gewonnenen Daten können intelligente Stromnetze personalisierte Strompläne anbieten. Sie können außerdem aus dem Kundenverhalten und den täglichen Stromlastprofilen lernen. Eine solche Technologie ist die neuartige Ereignisklassifizierung. Künstliche neuronale Netze können verschiedene Ereignisklassen erkennen. Haddad et al. entwickelten kürzlich künstliche neuronale Netze zur Klassifizierung von Ereignissen in intelligenten Stromnetzen (2018).

Das intelligente Stromnetz funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie der intelligente Stromzähler: Es nutzt Analysen, um eine optimale Stromqualität zu gewährleisten und Ausfallzeiten bei der Umwandlung erneuerbarer Energien in Elektrizität zu minimieren. Diese Technologie verwendet bidirektionale Kommunikation mit den Feldkomponenten sowie Selbstheilungsmechanismen. Weitere Merkmale eines intelligenten Stromnetzes sind automatisierte Überwachungstools, supraleitende Kabel, die Selbstoptimierung von Energiemaßnahmen und Reparaturmechanismen. Darüber hinaus können intelligente Stromnetze – ebenso wie intelligente Stromzähler – so konzipiert werden, dass sie Haushalte und Unternehmen mit Strom versorgen und die Auswirkungen von Naturkatastrophen auf die lokale Bevölkerung abmildern.

Die Kommunikationsinfrastruktur für intelligente Kraftwerke besteht aus verschiedenen Netzwerktypen: Heimnetzwerken (HAN) und Nachbarschaftsnetzwerken (WAN). Neben Daten können intelligente Stromnetze auch dezentrale Produktions- und Speichersysteme unterstützen. Dies ermöglicht den Energieversorgern eine verbesserte Kontrolle über ihre Verteilnetze. Diese Kontrolle erstreckt sich auch auf den Übertragungssektor, wodurch die Gesamtsystemabläufe im Bereich der erneuerbaren Energien optimiert werden. Die Entwicklung intelligenter Stromnetze wird erhebliche Auswirkungen auf Übertragungs- und Verteilnetze haben.

Ein intelligentes Stromnetz oder ein intelligenter Stromzähler kann die Kundenbeteiligung am Energieverbrauch verbessern, indem er Informationen bereitstellt und Anreize zur Verhaltensänderung bietet. Ein intelligenter Zähler kann auch dazu beitragen, neue Märkte und Technologien für erneuerbare Energien zu erschließen. Er ist in der Regel an verschiedene Technologien und Erzeugungsmethoden erneuerbarer Energien anpassbar. Die Stromerzeugungsoptionen reichen von zentralen Kraftwerken bis hin zu dezentralen Energieerzeugungsanlagen (DEA), einschließlich Photovoltaikanlagen im Gebäudemaßstab und Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen. Zusätzlich zu den traditionellen Stromerzeugungstechnologien kann ein intelligentes Stromnetz verschiedene Speichersysteme wie Wind- und Solarenergie integrieren.

Wege, wie Smart Cities intelligente Stromnetze nutzen

Von der Stadtbeleuchtung über das Energiemanagement bis hin zur automatisierten Verkehrssteuerung und Abwasserbehandlung – all dies sind Beispiele für Smart-City-Anwendungen. Sensoren in Ampeln können beispielsweise Daten zur Analyse an eine zentrale Stelle übermitteln, um fundierte Entscheidungen zu treffen. Der Straßenverkehr und der öffentliche Nahverkehr lassen sich durch intelligente Verkehrssysteme mit optimierter Routenplanung und Ampelsteuerung noch besser lenken.

Straßenbeleuchtung IoT-Sensoren Auf Basis eines intelligenten Stromnetzes können die Schaltzeiten und die Helligkeit der Straßenbeleuchtung in Echtzeit angepasst werden. Ein paar Watt mehr oder weniger scheinen nicht viel auszumachen. Betrachtet man jedoch Zehntausende oder Hunderttausende von Lampen in einer Stadt, summieren sich die finanziellen Einsparungen und die reduzierte Umweltbelastung schnell. Wenn eine Lampe gewartet werden muss, Sensoren Ein Überwachungssystem kann bei Bedarf einen Alarm auslösen. Man muss nicht mehr warten, bis sich ein verärgerter Kunde über die fehlende Straßenbeleuchtung beschwert. Ein hochentwickeltes Fernverwaltungssystem ermöglicht es Experten, das Problem aus der Ferne zu diagnostizieren und zu entscheiden, ob ein Technikereinsatz erforderlich ist. Früher war ein Technikereinsatz unvermeidbar und deutlich kostspieliger als ein einfaches Firmware-Update oder ein Systemneustart in der Firmenzentrale.

Um die Vorteile der Laststeuerung zu nutzen , werden intelligente Stromzähler in Privathaushalten und Unternehmen installiert. So können Eigentümer die Energiepreise in Echtzeit überwachen und ihren Verbrauch entsprechend anpassen. Beispielsweise können sie bei Kälte die Heizung herunterdrehen oder die Klimaanlage ausschalten. Besitzer von Elektrofahrzeugen profitieren am meisten von intelligenten Stromzählern. Sie können ihre Fahrzeuge dank der Echtzeit-Preisinformationen zum günstigsten Preis laden und Ladezeiten in Spitzenzeiten vermeiden.

Die drei wertvollsten Vorteile des intelligenten Stromnetzes

Intelligente Stromnetze werden oft für ihre Fähigkeit gelobt, Energieversorgern ein besseres Management von Stromnachfrage und -angebot zu ermöglichen. Doch sie bieten noch weitere Vorteile, die ebenso wertvoll, wenn nicht sogar noch wertvoller sind. Obwohl intelligente Stromnetze viele Vorteile bieten, verdeutlichen die folgenden drei Beispiele, wie vorteilhaft eine modernisierte Strominfrastruktur sein kann.

1. Intelligente Stromzähler erleichtern die Erzeugung erneuerbarer Energien

Herkömmliche Stromnetze verteilen Strom von einem zentralen Kraftwerk an ein weitverzweigtes Netz von Privathaushalten und Unternehmen. Aktuell ist das Stromnetz nicht darauf ausgelegt, Strom aus Solaranlagen oder Windkraftanlagen in Privathaushalten oder Unternehmen aufzunehmen. Erneuerbare Energiequellen können in ein intelligentes Stromnetz integriert werden. Intelligente Stromzähler mit drahtloser Anbindung können zudem erfassen, wie viel Energie ein energieüberschüssiges Unternehmen erzeugt und es entsprechend vergüten. Das intelligente Stromnetz ermöglicht außerdem die Überwachung verschiedener Energieerzeugungsanlagen.

Durch dezentrale Energieerzeugung kann ein intelligentes Stromnetz die Auswirkungen von Katastrophen wie Terroranschlägen oder Naturkatastrophen auf Kraftwerke verringern. Traditionell wurde eine Stadt von einer begrenzten Anzahl großer Kraftwerke versorgt. Dadurch werden Bedrohungen wie großflächige Stromausfälle und Energieengpässe zu einer realen Gefahr. Selbst wenn das zentrale Kraftwerk abgeschaltet wird, können zahlreiche alternative Energiequellen wie Wind- und Solarenergie dank einer dezentralen Architektur die Ressourcen des Netzes ersetzen. Ein einzelnes Kraftwerk kann zwar keine ganze Stadt mit Strom versorgen, aber ein dezentrales System auf Basis eines intelligenten Stromnetzes ist deutlich schwerer zu stören und bietet eine Resilienz, die sonst kaum zu erreichen wäre.

2. Verbesserte Abrechnung und Prognose

Die beiden oben genannten Vorteile ergeben sich aus dem Einsatz intelligenter Stromzähler. Zum einen können intelligente Stromzähler mithilfe drahtloser IoT-Geräte enorme Datenmengen erfassen – Daten, die Energieversorgungsunternehmen zuvor nicht zur Verfügung standen. Mithilfe dieser Daten können die Versorger besser vorhersagen, wann und wo der Energieverbrauch am höchsten sein wird.

Angesichts der komplexen Komponenten und der bestehenden Sicherheitslücken sind maschinelles Lernen und Big-Data-Analysen für die Entwicklung intelligenter Stromnetze unerlässlich. Die Zuverlässigkeit dieser Systeme ist entscheidend für deren einwandfreie Funktion. Maschinelles Lernen und künstliche neuronale Netze ermöglichen Energieprognosen. Darüber hinaus können diese Technologien auch zur Verbesserung der Gesamteffizienz des Netzbetriebs eingesetzt werden.

Das intelligente Stromnetz ermöglicht auch eine effizientere Abrechnung für Kunden. Bisher wurden die Strompreise in Zeiten hoher Nachfrage über Städte und Stadtteile hinweg angeglichen. Ihre Kosten sinken, wenn Sie Energie sparen, indem Sie Geräte ausschalten, wenn Sie sie nicht benutzen. Dank intelligenter Zähler werden zukünftig alle eher geneigt sein, Energie bewusster zu nutzen.

3. Intelligente Stromnetze sind aufgrund ihrer Bauweise widerstandsfähiger.

Daten des US-Energieministeriums (DOE) zeigen, dass Stromausfälle US-Unternehmen jährlich 150 Milliarden US-Dollar kosten. Selbst wenn die Behebung dieser Ausfälle nur 50 Milliarden US-Dollar pro Jahr kostet, stellen sie dennoch ein Problem dar. Durch den Einsatz intelligenter Stromnetze (Smart Grids), die den Stromfluss bei einem Ausfall umgehend umleiten, lassen sich Stromausfälle in Haushalten und Unternehmen minimieren. Dank IoT-Sensoren im Stromnetz kann der Zustand von Geräten überwacht und diese repariert werden, bevor es zu einem Ausfall kommt. Anstatt erst auf Anrufe von Kunden zu reagieren, die Stromausfälle melden, können Energieversorger ihre Kunden (per E-Mail oder über soziale Medien) informieren, sobald ein Stromausfall auftritt.

Laut der Solar Energy Industries Association (SEIA) werden bis 2018 genügend Solaranlagen auf US-Haushalten installiert sein, um 12.3 Millionen US-Haushalte mit Strom zu versorgen . Gemessen an der gesamten Erzeugungskapazität ist Solarenergie seit 2013 die am stärksten ausgebaute Energiequelle in den Vereinigten Staaten. Strom aus erneuerbaren Energien wird für Städte immer wichtiger, und ein intelligentes Stromnetz ist erforderlich, um diese Energiemengen zu bewältigen. Mit der zunehmenden Verbreitung von Elektroautos, die geladen werden müssen, gewinnt eine modernisierte Strominfrastruktur weiter an Bedeutung.

Die Resilienz eines Stromnetzes wird an der Zeit gemessen, die für die Wiederherstellung der Stromversorgung durch zwei aufeinanderfolgende Maßnahmen benötigt wird. Angesichts der jüngsten Stromausfälle in Texas hat das Thema der Resilienz intelligenter Stromnetze erneut an Bedeutung gewonnen. Um resiliente Netze aufzubauen, entwickeln Energieversorger Kennzahlen und Rahmenwerke zur Bewertung der Resilienz und zur Steuerung des Einsatzes fortschrittlicher Technologien im Netz.

Warum ist Resilienz so wichtig?

Resilienz bezeichnet die Fähigkeit eines Stromnetzes, sich nach Betriebsstörungen schnell zu erholen. Ein intelligentes Stromnetz kann dies ohne menschliches Eingreifen. Diese Technologie trägt dazu bei, ergebnisorientierte Modelle zu identifizieren und den Energieverbrauch zu senken. Energiespeicher spielen eine wichtige Rolle im Energiemanagement. Dank sinkender Kosten und geringerer Größe verbessern Hochleistungsbatterien die Systemleistung. Sie tragen außerdem zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen bei.

Das dynamische Verhalten erneuerbarer Energiequellen kann die Flexibilität des Lastverhaltens erheblich beeinflussen. Mehrere Simulationsstudien haben dies berücksichtigt. Diese Studien betrachten sowohl die physische Infrastruktur als auch die Steuerungsinfrastruktur und werden anhand eines Referenznetzes durchgeführt. Mithilfe eines stochastischen Modells kann eine Simulationsstudie die Wechselwirkungen dieser beiden Bereiche erfassen. Mit diesem Ansatz ist es möglich, die Reaktion eines Systems auf ein Ausfallszenario zu modellieren, um die Resilienz des Systems besser zu verstehen.

Resilienz ist die Fähigkeit, die negativen Auswirkungen von Störungen abzumildern. Erneuerbare Energien werden voraussichtlich künftig den größten Anteil am Energiemix ausmachen. Mit dem Aufkommen erneuerbarer Energien kann der Energiemix deutlich diversifiziert werden, wobei Ökostrom in vielen Sektoren fossile Brennstoffe ersetzen kann. Aufgrund ihrer intermittierenden Verfügbarkeit stellen diese Energiequellen jedoch auch erhebliche systemische Herausforderungen dar, die flexible Lösungen erfordern.

Welche Smart Grids kann TEKTELIC dem Markt anbieten?

Mit steigendem Strombedarf wächst auch der Bedarf an intelligenten Stromnetzen. Das Stromnetz versorgt Haushalte und Unternehmen mit Strom, und ein intelligentes Stromnetz ist eine Weiterentwicklung dieses Netzes, die digitale Technologien nutzt, um Effizienz, Zuverlässigkeit und Sicherheit zu verbessern. Es gibt viele intelligente Stromnetze auf dem Markt, aber nicht alle sind gleichwertig. TEKTELIC bietet eine Vielzahl intelligenter Stromnetze, die auf die spezifischen Bedürfnisse unserer Kunden zugeschnitten sind. Unsere intelligenten Stromzähler gehören zu den fortschrittlichsten auf dem Markt, und unser Stromnetz zählt zu den zuverlässigsten weltweit.

Das wichtigste Gerät für den Aufbau eines intelligenten Stromnetzes ist das TEKTELIC KONA Macro IoT-Gateway . Dank seiner kompakten Bauweise und des geringen Gewichts eignet es sich ideal für den Außeneinsatz. Mit diesem Gateway können Sie Hunderte von Sensoren und Smart-Geräten an das Stromnetz anschließen. Es verfügt über integriertes GPS, eine 3G/4G-Antenne und ein robustes Gehäuse in Carrier-Qualität und ist somit perfekt für den Einsatz im Freien geeignet.

Ein weiteres Gerät, das sich für den Aufbau eines intelligenten Stromnetzes eignet, ist das TEKTELIC KONA Mega IoT Gateway . Dieses Gateway zeichnet sich insbesondere durch seine Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Wetterbedingungen und seine Fähigkeit aus, verschiedene Antennenkonfigurationen mit Empfangsdiversität für 16 + 16 Kanäle zu unterstützen. Darüber hinaus unterstützt das KONA Mega IoT Gateway alle globalen ISM-Bänder: Spezifikationen für Nordamerika, die Europäische Union und den asiatisch-pazifischen Raum. Es ist vollständig kompatibel mit anderen LoRaWAN-Geräten und kann in eine Komplettlösung integriert werden.

Darüber hinaus ist es oft notwendig, ein intelligentes Stromnetz innerhalb eines Gewerbe- oder Wohngebäudes einzurichten. Für diesen Zweck bietet TEKTELIC das KONA Micro IoT Gateway an , ein ideales Indoor-Gateway. Dieses Gateway verfügt über eine integrierte Notstromversorgung und arbeitet und überträgt Daten auch dann weiter, wenn die Stromversorgung des Hauptstandorts ausfällt. Es ist einfach zu installieren und zu konfigurieren, sodass Sie dies selbst durchführen können, ohne zusätzliches Personal oder Experten hinzuzuziehen. Wie alle Geräte von TEKTELIC ist auch das KONA Micro IoT Gateway mit jedem Sensor des LoRaWAN-Netzwerks kompatibel.

Die Smart-Grid-Lösungen von TEKTELIC basieren auf unserer LoRaWAN-Plattform, die von Energieversorgern weltweit zur Netzsteuerung eingesetzt wird. Die LoRaWAN-Verbindung ermöglicht die zentrale Steuerung aller Smart-Grid-Anwendungen und vereinfacht so die Implementierung neuer Dienste und die Leistungsüberwachung. Unsere intelligenten Zähler sind integraler Bestandteil des Smart Grids und liefern Echtzeitdaten zum Stromverbrauch, die zur Optimierung der Stromversorgung genutzt werden können.

Die Zukunft der Stromverteilung: Das intelligente Stromnetz

Ein neues Stromnetz mit bidirektionaler Kommunikation – das ist die Essenz der Smart-Grid-Technologie. Um auf Nachfragespitzen und andere Herausforderungen reagieren zu können, können Energieversorger Stromausfälle beheben oder steuern und Unternehmen und Verbrauchern erstmals Echtzeit-Abrechnungsinformationen bereitstellen. Smart Grids sind zuverlässiger, effizienter und umweltfreundlicher – Vorteile für Kunden, Energieversorger und die Umwelt. Die WLAN-Technologie macht kilometerlange Kabel überflüssig, die bisher für den Aufbau eines Smart Grids benötigt wurden. TEKTELIC Communications unterstützt Sie gerne bei der Auswahl eines passenden Gateways , das all Ihren Anforderungen gerecht wird.

Für detailliertere Informationen zu TEKTELIC IoT-Sensoren , Gateways und Lösungen wenden Sie sich bitte an unser Support-Team.

1. Abir, S., Anwar, A., Choi, J., & Kayes, A. (2021). IoT-fähiges intelligentes Energienetz: Anwendungen und Herausforderungen. IEEE-Zugriff, 9, 50961-50981. doi: 10.1109/access.2021.3067331
2. Haddad, RJ, Guha, B., Kalaani, Y., & El-Shahat, A. (2018). Intelligente dezentrale Energieerzeugungssysteme mittels ereignisbasierter Klassifizierung auf Basis künstlicher neuronaler Netze. IEEE Power and Energy Technology Systems Journal, 5, 18-26.