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24.06.2013, 09:24 Uhr | 0 |

Telekommunikation Ericsson-Forscher erkunden europaweit das Smart Grid

Ein intelligentes Stromnetz, das in Echtzeit auf Veränderungen in Erzeugung und Verbrauch reagiert, soll für Stabilität im Netz sorgen. Ericsson und 20 Partner forschen europaweit am Smart Grid. Im Eurolab, einem der größten Labore des schwedischen Konzerns, erläutern Wissenschaftler, wie Telekommunikationsnetze in Zukunft Stromnetze bereichern.

Ericcson-Testanlage
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Ralf Wellens, einer der Cheftester bei Ericsson, inspiziert die Basisstation der Testanlage im Eurolab. Bis zu 280 Mio. Teilnehmer kann das Testnetz simulieren.

Foto: Bönsch

Im zweiten Stock des Eurolabs reihen sich in einem großen Raum weiße Metallschränke aneinander. Unzählige Kabel in Rot- und Gelbtönen hängen an den Fronten wie Lianengeflecht. Sie vernetzen Hochleistungsrouter und Server miteinander, deren Lüfter einen Geräuschpegel erzeugen, vor dem schon ein blaues Schild auf der Eingangstür warnt. Nebenan stehen Mobilfunk-Basisstationen, die das Testnetz vervollständigen. "Wir können hier ein Netz mit bis zu 280 Mio. Teilnehmern simulieren", verrät Ralf Wellens, einer der Cheftester des Ericsson-Labors.

Hier – im kleinen Ort Herzogenrath nahe Aachen – wird mithilfe der großen Installation Software analysiert und getestet. Im Eurolab erforschen die Schweden Kommunikationsnetze und -techniken – Schwerpunkt ist dabei Software. Für seine Mobilfunkexpertise ist Ericsson schon bekannt. Jetzt will sich der Konzern auch an der Nahtstelle zwischen Energienetzen und Telekommunikation engagieren.

Führende Unis forschen: Datenaustausch per Stromnetz

In Finesce (Future Internet Smart Utility Services), einem auf zwei Jahre befristeten EU-Projekt, untersucht Ericsson seit März dieses Jahres den Einsatz von Kommunikationstechnik auch im Stromnetz. Neben den Schweden sind 20 namhafte europäische Partner und viele Start-ups mit im Boot. Ob der französische Anlagenbauer Alstom, deutsche, spanische und dänische Energieversorger, Netzwerkspezialisten wie QSC und Alcatel-Lucent, Universitäten wie die RWTH Aachen – sie alle sind mit von der Partie.

Schließlich stellt der stetig wachsende Anteil von Wind und Solarenergie in der Stromerzeugung überall das gegenwärtige Stromnetz vor große Herausforderungen. Um eine Frequenz von 50 Hz zu gewährleisten, müssen Stromverbrauch und -erzeugung auf einander abgestimmt werden. "Wird zu viel oder zu wenig Strom eingespeist, bringt das die Balance des Netzes durcheinander", erklärt Fiona Williams, Forschungsleiterin bei Ericsson, und fügt lächelnd hinzu: "Da können schon mal die Sicherungen durchbrennen."

Und sie weiß: "Wenn Sie das Netz stabilisieren wollen, müssen Sie genau wissen, wo, wann und wie viel erzeugt wurde und wo, wann wie viel verbraucht wird – und das in Echtzeit." Die dafür notwendige Überwachung des gesamten Stromnetzes mithilfe von IT und Telekommunikation verursache riesige Datenmengen, weiß Williams. Diese "Big Data" benötigen wiederum Rechnerkapazitäten zur Analyse.

Echtzeitkommunikation im großen Maßstab

"Um ein Smart Grid, ein mit IT und Telekommunikation bestücktes Stromnetz also, das die neuen Anforderungen erfüllen kann, zu bauen, müsse Echtzeitkommunikation im großen Maßstab eingesetzt werden", sagt Fiona Williams. Schließlich ist allen Finesce-Beteiligten klar, dass der Stromtransport an innereuropäischen Grenzen nicht haltmacht. So sind denn die Projekt breit gestreut.

Auf Williams Heimatinsel Irland wird Windkraft gerade verstärkt ausgebaut. Hier wollen Finesce-Forscher klären, wie sich Schwankungen bei Witterungsveränderungen kompensieren lassen. Zudem soll hier das dynamische Laden von Elektroautoflotten getestet werden. Williams: "Wenn der Wind abflaut, werden sie nicht mehr voll aufgeladen."

Die Teststandorte Malmö in Schweden und Horsens in Dänemark forschen an der Energieeffizienz von Wohnungs- und Bürogebäuden. "Im Malmöer Stadtteil Hyllie wird ein altes Hafenviertel komplett neu aufgebaut", beschreibt die Forscherin. Außerdem solle Energie verstärkt in der näheren Umgebung des Erzeugungsortes verwendet werden, damit weniger Energie beim Transport verloren gehe. Ein ähnliches Ziel verfolgt die Gruppe in Italien. In Terni, südlich von Rom, soll ein Marktplatz für lokale Energie entstehen. "Große Kunden können Energie untereinander kaufen und verkaufen, die dann regional verbraucht werden soll."

Antonello Monti, Professor an der RWTH Aachen, sieht vor allem in der regionalen Verwendung auch Vorteile für die landesweite Strominfrastruktur. "Wenn die Schwankungen durch erneuerbare Energien schon durch den Verbrauch vor Ort etwas ausgeglichen werden können, belasten sie das überregionale Netz nicht mehr so stark."

Besserer Stromverbrauch über die Grenzen hinweg

Monti arbeitet am Finesce-Standort Aachen, wo grenzüberschreitend ein virtuelles Kraftwerk für Belgien und Deutschland entwickelt wird. "Im Moment ist es so, dass, wenn Windanlagen in den Niederlanden Strom erzeugen, den wir in Aachen brauchen, der Strom über Köln in die Stadt im Dreiländereck gelenkt wird", sagt der Professor. Auf den langen Wegen gebe es unnötige Verluste. Das virtuelle Kraftwerk soll solche Situationen besser lösen, indem es Energie direkt dorthin liefere, wo sie gebraucht werde. Momentan testet das Team um Monti die Kraftwerkssoftware in der Simulation. "Dafür haben wir an der RWTH Aachen Europas größte Testplattform für elektrische Stromsysteme", sagt Monti nicht ohne Stolz.

Außerdem soll in der Stadt – dort, wo demnächst die Elektroautos Streetscooter für die Deutsche Post vom Band laufen – untersucht werden, wie sich eine Smart-Grid-Steuerung auf die Fertigung auswirkt. "Wir wollen sehen, ob energieaufwendige Produktionsprozesse auf einen Zeitpunkt verschoben werden können, zu dem Energie frei verfügbar ist." In der Fabrik habe man Zugriff auf alle Sensoren und die Produktionsplanung.

Für das gesamte Finesce-Projekt steht zunächst ein Budget von 19 Mio. € zur Verfügung. Die EU stellt davon 13 Mio. € bereit. Die restlichen 6 Mio. € sollen von Kooperationspartnern aus der Industrie finanziert werden.

Die Rolle von Ericsson sieht Fiona Williams bei dem Projekt vor allem darin, neueste Kommunikationstechnologie zur Verfügung zu stellen. "Schnelle Reaktionszeiten sind wichtig, um das Netz zu stabilisieren, genauso wie hohe Sicherheit", so Williams. Dazu könnten unter anderem Entwicklungen beim neuen Mobilfunkstandard LTE, der mit kurzen Latenzzeiten glänzt, sehr nützlich sein. Eine Technologie, die die Herzogenrather beherrschen. 

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Von Fabian Kurmann & Regine Bönsch | Präsentiert von VDI Logo
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