HMD 291, 50. Jahrgang, Juni 2013

IT für Smart Grids

Herausgeber: Josephine Hofmann, Carsten Felden

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Einwurf

von Sebastian Lehnhoff

Auf dem Weg zum Internet der Energie

Liebe Leserin, lieber Leser, das Thema dieses Hefts liegt im Trend, und zwar einem nicht länger nur nationalen oder europäischen Trend. Weltweit befinden sich Energiesysteme in einem Transitionsprozess hin zu einem Ausbau erneuerbarer, dezentraler Energieträger, um dem drohenden Klimawandel entgegenzuwirken und die Abhängigkeit von Energieträgerimporten zu reduzieren.

Dieser Wandel in der Energieerzeugungsstruktur zieht zahlreiche Änderungen nach sich. Hierfür sind besonders zwei Eigenschaften erneuerbarer, dezentraler Energieträger verantwortlich: Dezentralität und geringere Leistungsdichten, also die Erzeugung und Einspeisung von elektrischer Energie in die unteren Spannungsebenen der Verteilnetze sowie ihre Dargebotsabhängigkeit und Volatilität, was eine zunehmend prognoseunsichere elektrische Energieerzeugung zur Folge hat. Eine wesentliche Herausforderung ist dabei die Flexibilisierung des Energieverbrauchs, um geeignete Prozesse und Anwendungen von Stark- in Schwachlastzeiten zu verschieben.

Koordination von Erzeugung und Verbrauch, Verteilung und Transport werden hierdurch zu anspruchsvolleren Aufgaben, für die in großem Umfang Informationstechnologien eingesetzt werden müssen. Zudem sorgt die Marktliberalisierung, die neue Rollen schafft und den Endkunden zunehmend in den Mittelpunkt rückt, mit mehr Akteuren und erhöhtem Informationsaustausch für steigende Komplexität.

Ein zukünftiges Stromversorgungssystem, das diese Aufgaben maßgeblich IKT-gestützt bewältigt, bezeichnet man als Smart Grid. Dessen konkrete Ausgestaltung hängt hochgradig von regulatorischen Rahmenbedingungen, nationalen Märkten und - oft regional stark unterschiedlichen - technologischen Gegebenheiten ab.

Einem Regulierungssystem kommt die wichtige Aufgabe zu, einerseits Investitionen in hoch innovative (und damit risikobehaftete) Lösungen und Technologiekonzepte anzuregen und andererseits die Frage der Systemverantwortung bei einem dezentralen Netzbetrieb und eine mögliche Rollenverteilung hierbei frühzeitig festzulegen. Eine umfassende Durchdringung des Energieversorgungssystems mit modernen Informations-, Kommunikations- und Automatisierungssystemen eröffnet die Möglichkeit für völlig neue Produkte und Dienstleistungen. Geschäftsmodelle sind aber nur dann nachhaltig, wenn sie Investitionen in notwendige Technologiekonzepte tragen und ein Betrieb dieser wirtschaftlich gewährleistet ist. Einzelfallgetriebene und damit nicht interoperable Umsetzungen sind dabei nicht nur ineffizient, sie führen in eine Komplexitätsfalle, die es unbedingt zu vermeiden gilt.

Trotz einer derzeit noch unklaren Ausgestaltung von Smart Grids in diesem Spannungsfeld von Regulierung, Markt und Technologieentwicklung sind einige grundlegende Eigenschaften zukünftiger Energieversorgungssysteme jedoch unbestritten: Aktive Komponenten der Stromversorgung werden kommunikativ verbunden sein und ihre jeweiligen Systemzustände (teilweise sogar in Echtzeit) kommunizieren und können über diese Anbindung dynamisch gesteuert werden.

Die Forschung an diesen Fragestellungen verbindet viele Fachbereiche und Expertisen und stellt so eine eigene Querschnittsdisziplin dar, der eine Schlüsselrolle zukommt, z.B. bei der Bewältigung kurzer Innovationszyklen, der Beherrschung komplexer Infrastrukturen und bei der Bereitstellung der erforderlichen Systemintelligenz, um das (dezentrale) Gesamtsystem betrieblich zu optimieren.

Selten hat man die Gelegenheit, ein derartig hochinteressantes, aktuelles und in alle Lebensbereiche hineinragendes Thema aktiv mitzugestalten. Daher: Schließen Sie sich dieser Querschnittsdisziplin an. Forschen, entwickeln und diskutieren Sie mit!

Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff OFFIS - Institut für Informatik Escherweg 2 26121 Oldenburg sebastian.lehnhoff@uni-oldenburg.de www.offis.de