Seit mehr als einem Jahrhundert fließt der Strom nur in eine Richtung: von großen zentralen Kraftwerken über die Übertragungsleitungen in die Haushalte und Unternehmen. Dieses Modell bricht jetzt zusammen.
Photovoltaik, Windturbinen, Batterien und bidirektional aufladbare Elektrofahrzeuge sind nicht mehr nur ein zusätzliches Element im System. Diese dezentralen Energieressourcen - oder DERs - verändern die Art und Weise, wie Strom erzeugt, verbraucht und ausgeglichen wird.
Wenn sie angeschlossen sind, können DERs wie Miniaturkraftwerke wirken. Sie regulieren die Frequenz, stützen die Spannung, dämpfen Stromspitzen und können in Notfällen sogar eine Reserveversorgung bereitstellen. In virtuellen Kraftwerken (VPP) zusammengefasst oder über Mikronetze verwaltet, bieten sie eine Flexibilität, die eine zentrale Erzeugung allein nicht bieten kann.
Tausende - und bald Millionen - dieser Geräte miteinander zu vernetzen, ist jedoch keine einfache Aufgabe. Ohne Koordinierung besteht die Gefahr, dass das Potenzial von DERs in Instabilität umschlägt.
Der Bedarf an Integration war noch nie so groß wie heute. Überall auf der Welt leiden die Stromnetze unter der Last des schnellen Wandels.
Erneuerbare Energien führen zu Schwankungen, die die Netze über ihre ursprüngliche Auslegung hinaus belasten. Veraltete Infrastrukturen beruhen oft auf veralteten Protokollen, die für moderne digitale Anlagen schlecht geeignet sind. Gleichzeitig führt die Elektrifizierung des Verkehrs und der Heizung zu einem Anstieg der Stromnachfrage.
Die Cybersicherheit ist ein weiterer komplexer Faktor. Jeder Wechselrichter, jede Batterie und jede Ladestation, die an das Netz angeschlossen ist, vergrößert die potenzielle Angriffsfläche. Der Cyberangriff auf das ukrainische Stromnetz im Jahr 2015, bei dem Hacker mit Hilfe von Schadsoftware die Stromversorgung von Hunderttausenden von Menschen für mehrere Stunden unterbrachen, zeigt deutlich, was auf dem Spiel steht. In den digitalen Energiesystemen von heute sind Ausfälle nicht nur technische Störungen, sondern auch potenzielle Sicherheitsbedrohungen.
Ohne nahtlose Integration und robuste Cybersicherheitsmaßnahmen könnten dezentrale Energieressourcen (DERs) ebenso viele Probleme schaffen wie sie lösen.
Indien ist eines der deutlichsten Beispiele für Herausforderungen und Fortschritte. Das Land baut erneuerbare Energien in Rekordtempo aus und zwingt die Betreiber dazu, die Planung und das Gleichgewicht des Systems zu überdenken. Groß angelegte Integrationsstudien sind zu einem zentralen Bestandteil dieser Bemühungen geworden. Prognosen, Flexibilität und eine bessere Koordinierung zwischen den Regelzonen helfen Indien, einen immer größeren Anteil an Solar- und Windenergie zu absorbieren - ohne die Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen.
Das Vereinigte Königreich bietet eine andere Perspektive. Heute erzeugt das Land mehr Strom aus erneuerbaren Energien als aus fossilen Brennstoffen. Doch das "Supernetz", das in den 1950er Jahren für eine gleichmäßige Versorgung mit Kohle und Gas konzipiert wurde, knarrt unter der Last der Dezentralisierung.
Warteschlangen für Anschlüsse im Wert von Hunderten von Milliarden Pfund zeigen, dass die Nachfrage nach sauberer Energie die Infrastruktur überholt hat. Neue digitale Werkzeuge, von KI-basierten Prognosen bis hin zu virtuellen Netznachbildungen, werden jetzt eingesetzt, um den Übergang zu ermöglichen.
China verdeutlicht die Herausforderung der Integration in einem anderen Maßstab. Laut Global Energy Monitor hat die Solar- und Windkraftkapazität in China bereits 1.300 GW überschritten, was zu Netzengpässen und Problemen bei der Einschränkung der Versorgung führt. Massive Investitionen in Ultrahochspannungsleitungen, Energiespeicher und Marktreformen zeigen, dass der Ausbau der erneuerbaren Energien alleine nicht ausreicht - Systemflexibilität und eine intelligentere Koordinierung sind unerlässlich.
Gemeinsam beweisen Indien, Großbritannien und China, dass die Integration von erneuerbaren Energien nicht optional ist. Sie ist die Grundlage für die Einlösung der Dekarbonisierungsversprechen.
Die Bewältigung dieser Herausforderung erfordert intelligente Steuerungssysteme, die verschiedene Ressourcen in einem kohärenten Rahmen vereinen können. Hier spielt die Softwareplattform zenon von COPA-DATA eine entscheidende Rolle.
Die Softwareplattform zenon spricht die vielen Sprachen des Netzes. Sie unterstützt Standards wie IEC 61850, OPC UA, Modbus und DNP3 und ermöglicht es Solar- und Windparks, Batterien und Ladestationen, Daten ohne zusätzliche Übersetzungsschichten auszutauschen. Dies ermöglicht es den Betreibern, alle Anlagen über ein einziges Steuerungssystem zu verwalten. Echtzeitüberwachung und fortschrittliche Analysen geben den Betreibern einen klaren Überblick über die Bedingungen und helfen ihnen, Probleme zu erkennen und die Leistung zu optimieren.
Und das Ganze wird durch Sicherheit unterstützt. Mit Authentifizierung, Verschlüsselung und Anomalieerkennung in Echtzeit als Kernstück verfolgt zenon einen Ansatz der Cybersicherheit - eine Notwendigkeit in einer Zeit, in der ein gehacktes Ladegerät oder Wechselrichter weitreichende Störungen auslösen kann.
Bei der DER-Integration geht es um mehr als die Lösung der heutigen Herausforderungen. Es geht darum, die Energienetze von morgen zu gestalten.
Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen versprechen schärfere Prognosen. Die Sektorkopplung wird Strom, Wärme, Mobilität und Wasserstoff zu einem Ökosystem verschmelzen. Und Prosumer - Haushalte und Unternehmen, die ihren eigenen Strom erzeugen - werden zu aktiven Marktteilnehmern.
Das Netz der Zukunft wird sowohl zentral als auch dezentral sein und Kontrolle mit Autonomie verbinden. Die Systeme werden selbstorganisierend und widerstandsfähig sein und sich mit beispielloser Flexibilität an Veränderungen in Echtzeit anpassen können.
Die Energiewende erfordert mehr als nur die Erzeugung erneuerbarer Energien. Sie erfordert Integration. Von den riesigen Solarparks in Indien bis hin zu den überfüllten Warteschlangen in Großbritannien ist die globale Lektion klar: Die Verbindung von erneuerbaren Energien mit zentralen Steuerungssystemen ist entscheidend für den Aufbau eines intelligenteren, saubereren und sichereren Netzes.
Mit Plattformen wie zenon haben Betreiber die Werkzeuge, um diese Herausforderung zu meistern - und um sicherzustellen, dass das Netz der Zukunft nicht nur nachhaltig, sondern auch zuverlässig und widerstandsfähig ist.
Detaillierte Einblicke in die Softwareplattform zenon finden Sie auf unserer Website.