{"id":7447,"date":"2020-03-20T09:13:00","date_gmt":"2020-03-20T08:13:00","guid":{"rendered":"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/?p=7447"},"modified":"2026-02-11T14:52:34","modified_gmt":"2026-02-11T13:52:34","slug":"kluge-vorhersagen-predictiv-analytics-strom-smartgrid","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/hub.hslu.ch\/informatik\/kluge-vorhersagen-predictiv-analytics-strom-smartgrid\/","title":{"rendered":"Kluge Vorhersagen helfen, das Stromnetz besser zu nutzen"},"content":{"rendered":"\n

By <\/span>Ram\u00f3n Christen<\/a>, <\/span>Gwendolin Wilke<\/a> und Gabriela Bonin  <\/span><\/p>\n\n\n\n

Diese k\u00f6nnen mithelfen, Stromnetze besser auszulasten statt teuer auszubauen.<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Forscherinnen und Forscher der Hochschule Luzern \u2013 Informatik leisten einen n\u00fctzlichen Beitrag in der Energieversorgung. Als Teil des transnationalen Projekts Power Alliance (PA)<\/a> haben sie intelligente Algorithmen und einen marktbasierten L\u00f6sungsansatz entwickelt, um das Stromnetz gezielt besser zu nutzen und Kosten zu sparen.<\/p>\n\n\n\n

Das ist zunehmend n\u00f6tig, weil Industrie und Privathaushalte immer mehr Strom brauchen. Schon in zehn bis zwanzig Jahren werden die Verbraucherinnen und Verbraucher das Stromnetz an seine Kapazit\u00e4tsgrenzen bringen. Zugleich fordern sie verst\u00e4rkt eine umweltschonendere Energieversorgung ein: Die Bedeutung von Wind- und Solarenergie nimmt zu. Das Stromnetz muss aus- und umgebaut werden. Intelligente Stromnetze, sogenannte \u00abSmart Grids<\/a>\u00bb, sind dabei wegweisend.<\/p>\n\n\n\n

Strom aus erneuerbaren Energiequellen hat seine T\u00fccken<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Zu Spitzenzeiten, wenn die ressourcenschonenden Quellen viel Energie liefern, kommt es mit steigender Nachfrage zunehmend zu Netz\u00fcberlastungen. Dem k\u00f6nnte man entgegenwirken, indem man die Stromnetze ausbaut. Das w\u00e4re indes teuer und nicht klug, weil der Ausbau nur f\u00fcr die kurzzeitigen Spitzen genutzt w\u00fcrde.<\/p>\n\n\n\n

\"Damit
Damit die Lichter nicht ausgehen: Mittels Lastgangvorhersage kann das Strom-Verteilnetz gezielt besser genutzt werden.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Dank marktorientierter L\u00f6sung hohe Kosten vermeiden<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Wie aber lassen sich teure Ausbauten vermeiden? Mit einem Ausgleich der Belastungen: Darauf hat sich ein Teil des Projektteams konzentriert, dem unter anderem Ram\u00f3n Christen<\/a>, der Autor dieses Beitrags, angeh\u00f6rten, sowie die Leiterin des Teilprojekts Gwendolin Wilke<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Um die von diesem Team vorgeschlagene L\u00f6sung zu verstehen, muss man wissen, wie intelligente Stromnetze funktionieren: In Smart Grids fliesst der Strom nicht mehr nur von zentralen Stellen zu den Verbrauchenden. Vielmehr wird er mit dem Aufkommen von Wind- und Solarkraftwerken intensiv zwischen vielen lokalen Produzenten ausgetauscht.<\/p>\n\n\n\n

\"Produktionsspitzen
Produktionsspitzen an sonnigen, klaren Sommertagen stehen tiefe Werte an tr\u00fcben, windstillen Herbsttagen gegen\u00fcber.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Die Stromquellen sind folglich viel kleiner und liegen n\u00e4her bei den Verbrauchenden. Der daraus gewonnene Strom muss intelligent verteilt werden. Da die Energieproduktion ausserdem sehr von der Witterung abh\u00e4ngt, ergeben sich starke Schwankungen, welche durch Zwischenspeicherung ausgeglichen werden m\u00fcssen.<\/p>\n\n\n\n

Doch gerade diese intelligente Zwischenspeicherung und Umverteilung bietet auch neue Chancen zur Kontrolle und Steuerung des Energieverbrauchs, welche die Problematik der Netz\u00fcberlastung erheblich mindern k\u00f6nnen. Dazu hat das PA-Team ein innovatives und marktorientiertes Businessmodell entwickelt. Dieses Modell wurde auf der Basis von Pilotinstallationen und konkreten Netztopografien bei der Schenker Storen AG in Sch\u00f6nenwerd, bei der Nussbaum AG in Olten sowie bei der Pflege- und Betreuungsinstitution \u00abHaus im Park\u00bb in Sch\u00f6nenwerd \u00fcberpr\u00fcft.<\/p>\n\n\n\n

Energie f\u00fcr \u00abunkritische\u00bb Verbraucher ist markant g\u00fcnstiger<\/strong><\/p>\n\n\n\n

So funktioniert es: Mittels intelligenter Algorithmen wird der Stromverbrauch zu Spitzenzeiten so verteilt, dass das Netz stets m\u00f6glichst gleichm\u00e4ssig ausgelastet ist. Dazu haben die Forscherinnen und Forscher die Stromverbraucher in \u00abkritische\u00bb und \u00abunkritische\u00bb Verbraucher eingeteilt. Elektro-Autos, Batterien oder Power-to-Gas-Anlagen<\/a> gelten als \u00abunkritisch\u00bb, weil deren Strombezug zur Not auch um einige Stunden aufgeschoben werden kann. Der Verbrauch ist auch nur wenig prozessrelevant. F\u00fcr unkritische Produktionsprozesse in der Industrie heisst das: Es ist zeitlich nicht wichtig, wann der Strom genutzt wird.<\/p>\n\n\n\n

Neuartige L\u00f6sung: Bestehendes Verteilnetz ohne Ausbau erweitern<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Darum sieht der vom Projektteam vorgeschlagene Ansatz f\u00fcr diese \u00abunkritischen\u00bb Verbraucher eine komplett neue L\u00f6sung vor: Sie sollen ihren Strombedarf k\u00fcnftig \u00fcber das sogenannte \u00abN-1-Band\u00bb des Verteilnetzes beziehen. Dieses N-1-Band ist ein bis heute nicht genutzter Teil des Netzes, welcher der Versorgungssicherheit dient. Es ist also redundant.<\/p>\n\n\n\n

Man kann das bestehende Verteilnetz daher um die redundante Kapazit\u00e4t des N-1-Bands erweitern, ohne das Netz auszubauen. Das redundante Band kann jedoch nur von \u00abunkritischen\u00bb Verbrauchern genutzt werden, da diese bei einem Netzausfall nicht versorgt werden k\u00f6nnen. Der Strombezug muss in diesem Fall um einige Stunden aufgeschoben werden, n\u00e4mlich solange, bis die St\u00f6rung behoben ist.<\/p>\n\n\n\n

Stromkunden, welche \u00abunkritische\u00bb Verbraucher betreiben und diese beim Verteilnetzbetreiber anmelden, profitieren von deutlich verg\u00fcnstigten Netztarifen, Steuern und Abgaben. So m\u00fcssen sie zwar im St\u00f6rfall einen Versorgungsunterbruch dieser Verbraucher (so genannten \u00abLasten\u00bb) erdulden, sparen aber im Normalfall markant Kosten ein. Zugleich bleibt die Versorgungssicherheit ihrer \u00abkritischen\u00bb Lasten weiterhin unver\u00e4ndert gew\u00e4hrleistet.<\/p>\n\n\n\n

Durch diesen marktbasierten Anreiz profitieren alle Beteiligten:<\/strong><\/p>\n\n\n\n