devolo und TH Köln entwickeln dezentrale Steuerung für das Stromnetz der Zukunft
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Die devolo solutions GmbH und die TH Köln arbeiten im Rahmen des Projekts „GridMaximizer – Phase 2“ an einer neuen Kommunikationsinfrastruktur für die Energiewende. Ziel ist eine dezentrale, netzdienliche Steuerung von Verbrauchern und Energieerzeugern im Niederspannungsnetz. Die Energiewende nimmt kontinuierlich Fahrt auf und bringt dabei stets neue Herausforderungen mit sich. E-Fahrzeuge, Wärmepumpen und Photovoltaik erschließen eine grünere und resilientere Zukunft, stellen die Infrastruktur aber auch auf die Probe. Das Projekt wird im Rahmen des EFRE/JTF-Programms NRW 2021–2027 durch das Land Nordrhein-Westfalen und die EU gefördert und läuft bis Ende 2026.
Kern des Vorhabens ist eine offene, IPv6-basierte Systemarchitektur mit standardisierten Protokollen, die auch schmalbandige Netze zuverlässig unterstützt. Dem Projekt liegt das von der TH Köln entwickelte und patentierte Konzept GridMaximizer zur intelligenten, autonomen Netzoptimierung im Niederspannungsbereich zugrunde. Dieses soll unter Realbedingungen ein zentrales Problem der Energiewende lösen: Die bisher zentral gesteuerte Energieverteilung soll durch ein lokal vernetztes, widerstandsfähiges und technologieoffenes System ersetzt werden. Die heutige Infrastruktur des Stromnetzes ist nicht ausgelegt für die Komplexität, die mit der dezentralen Energieerzeugung einhergeht. Darunter auch Elektrofahrzeuge, die nicht nur laden, sondern auch ihren Stromspeicher dem Energienetz zur Verfügung stellen (Vehicle-to-Grid). Damit solche netzdienlichen Maßnahmen funktionieren können, muss das Stromnetz punktuell und passgenau gesteuert werden. Sowohl im Gesamtnetz als auch auf lokaler Ebene müssen also viel mehr Daten ausgetauscht werden.
Das Problem: In Deutschland kommen im Niederspannungsnetz zwei Technologien zum Einsatz, die nicht optimal für derartige Anforderungen der Zukunft ausgelegt sind. Die klassische Rundsteuertechnik bietet nur eine geringe Datenrate, keinen Rückkanal und keine Möglichkeit, Verbraucher individuell zu adressieren. Die im Rahmen intelligenter Messsysteme eingesetzte und mobilfunkbasierte Breitbandkommunikation wiederum ist kostenintensiv, aufwändig in der Skalierung und bietet wenig Ausfallsicherheit.
Daher setzt devolo hier auf Technologien wie WiFi-Mesh, G3-PLC oder Breitband-Powerline (G.hn), um eine robuste und skalierbare lokale Kommunikationsstruktur ermöglichen, über die beispielsweise Ladesäulen und PV-Wechselrichter in Echtzeit Daten austauschen können. Damit ist eine günstige Umsetzung einer gemeinsamen lokalen Infrastruktur möglich, die sich netzdienlich und skalierbar in größere Verbünde integrieren und auf die gegebenen Anforderungen abstimmen lässt. Die devolo Solutions GmbH mit langjähriger Expertise in den Bereichen Powerline- und Netzwerktechnologien, Firmware-Entwicklung und Kommunikationssicherheit sowie Smart-Grid übernimmt die technische Umsetzung inklusive Software- und Protokollentwicklung, während die TH Köln die wissenschaftliche Leitung sowie die Entwicklung und Validierung der Optimierungsalgorithmen verantwortet.
