Zukunftsfähige Stromnetze ohne IT: Geht das?

Der Anteil erneuerbarer Energien am Strommix nimmt stetig zu, wodurch die Anforderungen an die heimischen Stromnetze deutlich steigen. Schließlich werden Wind- und Sonnenenergie nicht von zentralen Kraftwerken produziert, sondern von mehreren Millionen über ganz Deutschland verteilten Erzeugern, darunter mehr und mehr Privathaushalte. Zudem liefern Wind und Sonne keine konstante Energiemenge, sondern je nach Wetter, Tages- und Jahreszeit eine schwankende Leistung, sodass Erzeugung, Verbrauch und Speicherung des Stroms genau überwacht und gesteuert werden müssen.

Die bisherigen Stromnetze sind dafür zu unflexibel – gebraucht werden moderne dezentrale Energieinfrastrukturen, bei deren Aufbau die Konzepte und Technologien aus der IT eine wichtige Rolle spielen.

KI-Auswertungen am Edge

Bei sehr regional geprägter und stark schwankender Stromproduktion eine deutschlandweit stabile Energieversorgung sicherzustellen, ist alles andere als einfach. Nahezu in Echtzeit müssen Entscheidungen über die Zu- und Abschaltung von Erzeugern sowie die Verteilung von Lasten und die Zwischenspeicherung überschüssiger Kapazitäten getroffen werden. Das funktioniert nur am Edge – also dort, wo die Daten über Stromproduktion, Stromverbrauch, Netzauslastung und Speichermöglichkeiten anfallen.

KI-Algorithmen können sie nutzen, um notwendige Anpassungen im Netz binnen Millisekunden automatisiert vorzunehmen und drohende Versorgungsengpässe oder Netzüberlastungen zu verhindern. Die benötigten Storage- und Compute-Ressourcen am Edge können moderne IT-Systeme bereitstellen. Ebenso sind moderne Lösungen für IT-Security und Data Protection unerlässlich, um die kritischen Infrastrukturen vor Cyberattacken zu schützen.

Datenaustausch via 5G

In intelligenten Stromnetzen, den sogenannten Smart Grids, sind unzählige Anlagen, Messgeräte und Sensoren engmaschig miteinander verknüpft und tauschen kontinuierlich Daten aus. Dabei fallen große Datenmengen an, die in Echtzeit übertragen werden müssen. Der Mobilfunkstandard 5G ist mit seinen hohen Datenraten und der geringen Latenz dafür prädestiniert und hat in zahlreichen Industrieprojekten seine Tauglichkeit für solche anspruchsvollen Anwendungsfälle bereits bewiesen. Darüber hinaus ist 5G energieeffizienter als die älteren Mobilfunkgenerationen und bietet ein höheres Sicherheitsniveau.

OT und IT verschmelzen

Die Überwachung und Steuerung der Stromnetze mit smarten Technologien macht ein Zusammenrücken von OT (Operation Technology) und IT (Information Technology) erforderlich. Die bisherige Betriebstechnik, die auf Abschottung sowie proprietäre Schnittstellen und Protokolle setzte, muss offener werden, um sich mit IT-Systemen austauschen zu können. Auf der anderen Seite müssen IT-Lösungen die hohen Anforderungen der Energiebranche an Sicherheit, Zuverlässigkeit und Robustheit erfüllen. Die Erfahrungen aus der Industrie, die ihre Produktionsanlagen in den vergangenen Jahren immer weiter digitalisiert hat, können helfen, die Konvergenz von OT und IT auch im Energiesektor voranzutreiben.

„Im Prinzip ist die Energiewende auch ein großes IT-Projekt, denn ohne Smart Grids, die auf IT basieren, kann die weitgehende Umstellung auf erneuerbare Energien nicht gelingen“, betont Uwe Wiest von Dell Technologies. „Wir entwickeln schon lange OEM-Lösungen für einige der führenden Anbieter von OT-Systemen im Energiebereich. Zudem unterstützen wir OEMs bei der Integration von 5G in ihre Angebote für Energieversorger und arbeiten an einer gemeinsamen 5G-Plattform, mit der Communication Service Provider die schnellen Echtzeit-Datenverbindungen bereitstellen können, die für den Aufbau intelligenter Energienetze benötigt werden.“