Mehr Intelligenz in der Stromversorgung

Seestadt_Aspern
In der Seestadt Aspern läuft derzeit ein umfangreiches Forschungsprojekt zu Smart Grids.

Die Zukunft heißt Smart Grids

Das Elektroauto wird zu Mittag geladen, wenn der Strom gerade günstig und das Netz wenig ausgelastet ist, die Speichersysteme des Wohnhauses werden aktiviert, wenn die Sonne auf die Photovoltaikelemente scheint. Ist die individuell festgelegte Komforttemperatur in der Wohnung erreicht, wird vorerst nicht mehr geheizt. Anwendungen, die nach Zukunftsmusik klingen? Nicht, wenn man in einem Smart Home wohnt. Energie und somit Geld sparen ist das Ziel – in kleinem Maßstab gedacht. Wenn Gebäude Energie, die sie selbst produzieren, nach Bedarf ins Stromnetz einspeichern, wenn Systeme untereinander kommunizieren und wenn sich Stromspeicher auf Basis der Verbraucherdaten selbst regeln, dann heißt es: „Willkommen in der Zukunft“.

Und die Zukunft beginnt gerade. Die Grundlagen für diese Anwendungen existieren bereits, doch nun werden sie erstmals miteinander kombiniert und ihr Zusammenspiel über fünf Jahre lang erforscht. Schauplatz ist das Wiener Prestige-Bauprojekt Seestadt Aspern, wo über die nächsten Jahre ein ganzer Stadtteil entsteht. Die Seestadt ist nicht nur ein städtisches Bauprojekt, das ihresgleichen sucht, sondern auch eine einmalige Möglichkeit, um neue Technologien und innovative Ansätze im Bereich der Energieversorgung zu erproben. Dieses Zusammenspiel wird unter dem Begriff Smart Cities zusammengefasst. Themen der urbanen Energiezukunft werden hier erstmals mittels realer Daten statt Simulation erfasst.

Drei verschiedene Gebäudetypen werden in Aspern erforscht

Ausgewählt wurden drei Gebäude der Seestadt Aspern, die möglichst unterschiedliche Anforderungen an das Stromnetz stellen: ein Wohnbau des Bauträgers EBG mit 213 Mietwohnungen, ein Studentenheim und ein Schulcampus mit Kindergarten und Volksschule, die anwendungsspezifische Unterschiede in der Verwertung und Effizienz von Energie aufweisen. Das Forschungsprojekt ist auf eine Dauer von fünf Jahren ausgelegt und in unterschiedliche Phasen gegliedert. Der Startschuss dafür fiel bereits 2013. Erst einmal werden Daten über die Lastgänge rund ums Jahr gesammelt. Diese unterscheiden sich freilich nicht nur je nach Tages-, sondern auch nach Jahreszeit. Nach Abschluss dieser Phase läuft 2016 die eigentliche Forschung an, für 2018 rechnet die ASCR auf alle Fälle mit interessanten Ergebnissen.

Photovoltaik-Anlagen auf den Hausdächern

Technologiezentrum Aspern
Technologiezentrum Aspern

Zusätzlich verfügen alle drei Gebäude über Photovoltaik (PV)-Anlagen auf dem Dach. Eines davon besitzt zusätzlich eine Photovoltaik-Hybridanlage. Im Gegensatz zu herkömmlichen PV-Anlagen befinden sich darin auch Kühlschläuche zur Verbesserung des elektrischen Wirkungsgrades sowie zur thermischen Einspeisung und werden derzeit noch relativ selten eingesetzt.

„Aspern ist eine Chance, das Potenzial erneuerbarer Energie im städtischen Umfeld zu zeigen“, so Hubert Fechner, PV-Experte am Institut für Erneuerbare Energie an der FH Technikum Wien. Dennoch hätte er sich mehr Mut in der Umsetzung gewünscht. Zwar können viele der in Aspern realisierten Bauten mit PV-Modulen nachgerüstet werden und die Elemente an dafür geeigneten Plätzen angebracht werden: „Attraktiver wäre es aber  gewesen, sie von Anfang an in  die Planung zu integrieren und damit zu zeigen, wie die Photovoltaik eine ökologische und gleichzeitig architektonisch interessante Lösung darstellen kann“, bedauert er. Alle drei Smart Buildings sind über einen Energiepoolmanager mit der Strombörse und dem  elektrischen Netz verbunden. Energie, die nicht benötigt wird, wird daher ins Stromnetz eingespeist und an die Strombörse abgegeben. Die Smart Buildings können flexibel auf den Markt reagieren, etwa indem Wärmepumpen dann laufen, wenn Strom gerade preiswert ist, und gegebenenfalls  abgeschaltet werden, wenn der Tarif steigt.

Intelligente Gebäude brauchen die Vernetzung mit Smart Grids

Damit all diese Anwendungen funktionieren, braucht es aber nicht nur intelligente Gebäude, sondern ebensolche Stromnetze. „Bislang wurden Stromnetze nach Standardprofilen geplant, da man das Verbraucherverhalten gut vorhersagen konnte. Werden nun Gebäude selbst zu Stromlieferanten, braucht es auch neue Planungsansätze für die Netze“, erklärt Angela Berger von der Technologieplattform Smart Grids Austria. Smart Grids können daher dem Bedarf entsprechend dimensioniert werden, müssen dafür aber auch Eingriffe erlauben. Um die dafür notwendigen Daten zu erhalten, müssen allerdings auch die Netze selbst mit mehr Sensoren ausgestattet werden.

"Österreich ist in einer Vorreiterrolle - wir haben uns bei Smart Grids frühzeitig positioniert"

Angela Berger, Geschäftsführerin der Technologieplattform Smart Grids Austria, Netzwerkpartner des FEEI

 

„Kennt man die Lastflüsse, kann man das auch bei der Netzplanung berücksichtigen. Durch smarte Gebäude entstehen auch neue flexible Akteure, die es zu berücksichtigen gilt“, so Angla Berger weiter. Bei all der smarten Technologie darf allerdings nicht auf die Menschen vergessen werden, die den neuen Wiener Stadtteil nach und nach besiedeln und täglich mit der neuen Technologie leben werden. Derzeit werden Mieter mittels Anreizsysteme als Projektteilnehmer gewonnen. Wer sich dazu bereit erklärt, bekommt eine Wohnung mit Home Automation System, mit dem sich via iPad oder Smartphone sämtliche Parameter – von der Temperatur bis zur Luftqualität – regeln bzw. beobachten lassen.

Smartes Wohnen in der „Rosa Zukunft“ in Salzburg

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Rosa Zukunft in Salzburg

In Salzburg ist man da schon weiter. Dort bewohnen seit vergangenem Jahr die Mieter die „Rosa Zukunft“, in der vieles schon Realität ist. Der Unterschied zu Wien: Hier entschieden sich die Mieter bewusst für den Einzug in ein Wohnprojekt, das zugleich auch Forschungsgegenstand ist. Der Vorteil für die Bewohner ist der bewusste Umgang mit Energie. Der Energieverbrauch wird im positiven Sinne beeinflusst, etwa mittels Tablets in den Monitoring- Wohnungen. Eine Uhr zeigt an, wie sich die Strompreise entwickeln und die Bewohner schalten ihre Haushaltsgeräte danach ein. „Wir verbrauchen weniger Energie und zahlen rund 20 % weniger Betriebskosten als in unserer früheren Wohnung, “ so ein Bewohner der Rosa Zukunft. Für eine positive Energiebilanz gibt es in der Siedlung auch noch Elektroautos, die nach dem Car-Sharing-Prinzip genutzt werden können.

Smart Grids in Österreich am Vormarsch

Die Beispiele aus der Seestadt Wien-Aspern und der „Rosa Zukunft“ in Salzburg sind nur ein Ausschnitt, wo Smart-Grids-Technologien erforscht und getestet werden. „Österreich ist in einer Vorreiterrolle – wir haben uns bei Smart Grids frühzeitig positioniert. Die gezielten F&E-Förderungen in die Entwicklung von intelligenten Stromnetzen zeigen schon Erfolg, denn Österreich wirkt mittlerweile an der Spitze der europäischen SET-Plan Initiative Stromnetze mit“, sagt Berger.

Die Modellregion Salzburg wurde 2013 sogar in der European Electricity Grid Initiative mit dem Core-Label ausgezeichnet, wodurch sie als europäisches Vorzeigeprojekt anerkannt wurde. Und die Technologieentwicklung geht weiter. 2015 veröffentlichte die Technologieplattform Smart Grids Austria die Technologieroadmap Smart Grids Austria mit den Meilensteinen für die Umsetzung von Smart Grids bis 2020. Fazit: Es bleibt spannend, denn nach den Erfahrungen in den Modellregionen sollen nun größere Projekte mit intelligenten Stromnetzen folgen.

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