Autonome Energiesysteme

Autonome Energiesysteme

Autonome Energiesysteme

Ein dezentraler Ansatz, um Millionen von energietechnischen Geräten zu steuern

Die Kurz­dar­stel­lung basiert auf fol­gen­der Quelle:

NREL: Netz­mo­der­ni­sie­rung – Auto­no­me Ener­gie­sys­te­me. Bericht. 2021, USA. https://www.nrel.gov/grid/autonomous-energy.html . Abge­ru­fen: 04. August 2021

Auto­no­me Ener­gie­sys­te­me eröff­nen einer­seits Gestal­tungs­frei­heit im Design von Gebäu­den, Stadt­quar­tie­ren, Indus­trie­ge­bie­ten und länd­li­chen Area­len bezüg­lich eige­ner Energiekonzepte. 
Ande­rer­seits wer­den sie es den Strom­net­zen ermög­li­chen, mit der Geschwin­dig­keit und Fle­xi­bi­li­tät zu reagie­ren, die für die robus­te Steue­rung vie­ler Mil­lio­nen ein­zel­ner Gerä­te erfor­der­lich ist. Die­se Lösun­gen wur­den in rea­len Strom­net­zen in Ver­bin­dung mit Wind­kraft- und Pho­to­vol­ta­ik­an­la­gen, Gebäu­den und Elek­tro­fahr­zeug­flot­ten demons­triert. Sie sind bereit, über­all auf der Welt für eine erfolg­rei­che Ener­gie­wen­de ein­ge­setzt zu werden.

 

Die Idee auto­no­mer Ener­gie­sys­te­me besteht dar­in, die zen­tra­le Netz­steue­rung dezen­tral in klei­ne­re Ent­schei­dun­gen auf­zu­tei­len. Somit sol­len die zen­tra­len Betrei­ber nicht von Daten und Kom­mu­ni­ka­ti­on über­for­dert wer­den. Um dies zu ver­wirk­li­chen, hat in den USA das Natio­nal Rene­wa­ble Ener­gy Labo­ra­to­ry (NREL) Steue­rungs­al­go­rith­men mit fol­gen­den Ziel­set­zun­gen entwickelt:
  • Echt­zeit­be­trieb — schnell genug für Net­ze, die Last und Erzeu­gung im Sekun­den­takt ausgleichen,
  • Asyn­chro­ne Daten und Steue­rung — für Schwan­kun­gen bei den Ener­gie­res­sour­cen und Ver­zö­ge­run­gen bei der Kommunikation,
  • Robust­heit — ein­schließ­lich Wie­der­her­stel­lung nach einem Aus­fall und Tole­ranz gegen­über Stö­run­gen, Aus­fäl­len und Kommunikationsfehlern,
  • Ska­lier­bar­keit — mit einem Design, das sich pro­blem­los auf die Steue­rung von Hun­der­ten Mil­lio­nen von Gerä­ten ska­lie­ren lässt.
Auto­no­me Ener­gie­sys­te­me sind mehr­schich­ti­ge oder hier­ar­chi­sche, zel­lu­lar struk­tu­rier­te Netz- und Steue­rungs­sys­te­me, die eine belast­ba­re, zuver­läs­si­ge und wirt­schaft­li­che Opti­mie­rung ermög­li­chen. Unter­stützt durch eine ska­lier­ba­re, rekon­fi­gu­rier­ba­re und selbst­or­ga­ni­sie­ren­de Infor­ma­ti­ons- und Steue­rungs­in­fra­struk­tur sind auto­no­me Ener­gie­sys­te­me extrem sicher und wider­stands­fä­hig.  Wei­ter­hin kön­nen sie in Echt­zeit arbei­ten, um einen wirt­schaft­li­chen und zuver­läs­si­gen Betrieb zur Inte­gra­ti­on von Ener­gie in allen For­men zu gewährleisten.

 

Auto­no­me Ener­gie­sys­te­me beru­hen auf zel­lu­la­ren Bau­stei­nen die sich sowohl selbst opti­mie­ren kön­nen, wenn sie von einem grö­ße­ren Netz iso­liert sind, als auch an einem opti­ma­len Betrieb teil­neh­men, wenn sie mit einem in ein grö­ße­res Netz ver­bun­den sind.

 

Andre­as Kieß­ling, ener­gy design,  Lei­men / Hei­del­berg — 4. August 2021

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