Autonome Energiesysteme

Ein dezentraler Ansatz, um Millionen von energietechnischen Geräten zu steuern

Autonome Energiesysteme
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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

Über Andreas Kießling 77 Artikel
Andreas Kießling hat in Dresden Physik studiert und lebt im Raum Heidelberg. Er beteiligt sich als Freiberufler und Autor an der Gestaltung nachhaltiger Lebensräume und zugehöriger Energiekreisläufe. Dies betrifft Themen zu erneuerbaren und dezentral organisierten Energien. Veröffentlichungen als auch die Aktivitäten zur Beratung, zum Projektmanagement und zur Lehre dienen der Gestaltung von Energietechnologie, Energiepolitik und Energieökonomie mit regionalen und lokalen Chancen der Raumentwicklung in einer globalisierten Welt.

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