Cloud­anbindung: Turbo für die dezentrale Energie­erzeugung

Laut einer Erhebung des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE lag der Anteil erneuerbarer Energien an der bundesweiten Nettostromerzeugung im Jahr 2023 bei 59,7 Prozent. Dies markiert einen Rekordwert und zeigt einen signifikanten Zuwachs im Vergleich zum Vorjahr. Der Anstieg ist insbesondere auf die erhöhte Produktion aus Wind- und Solarenergie zurückzuführen. Dabei war die Windkraft in 2023 die wichtigste Stromquelle, auf sie entfielen mit 139,8 Terawattstunden (TWh) ca. 32 Prozent zur öffentlichen Stromerzeugung. Photovoltaik-Anlagen haben im Jahr 2023 ca. 59,9 TWh erzeugt, wovon 53,5 TWh ins öffentliche Netz eingespeist und 6,4 TWh im Eigenverbrauch genutzt wurden.

Das wesentliche Ziel der RfG besteht darin, die Stromqualität insbesondere hinsichtlich der Spannungs- und Frequenzstabilität auch bei stark steigenden Zahlen an dezentralen Einspeisepunkten europaweit sicherzustellen. Betreiber von Windkraft- und Solaranlagen benötigen daher zunächst einmal eine robuste RfG-konforme Schalttechnik – etwa das Überwachungsrelais CM-UFD.M31M von ABB: In Kombination mit einem passenden Kuppel- sowie Leistungsschalter wie dem ABB Tmax XT erfüllen Betreiber dann die gesetzlichen Anforderungen zum Netz- und Anlagenschutz (NA-Schutz) sowohl im Niederspannungs- als auch im Mittelspannungsbereich mit einer einheitlichen Technologieplattform.

Darüber hinaus aber zeichnet sich die Schalttechnologie von ABB durch ihre vielseitige Konnektivität aus, die eine digitale Vernetzung zum Beispiel über die Kommunikationsschnittstelle Modbus RTU erleichtert: Relais und Leistungsschalter lassen sich damit problemlos in eine übergeordnete Cloudlösung einbinden. Relevante Betriebsinformationen wie Daten aus der relaisintegrierten Frequenzgradienten-Überwachung, gespeicherte Abschaltursachen sowie Einspeiseleistungszahlen stehen somit an zentraler Stelle für unterschiedliche Auswertungen zur Verfügung. Überdies ermöglicht eine zentrale Cloudanwendung wie der ABB AbilityTM Energy Manager ein durchgängiges Monitoring sämtlicher Schaltelemente.

Dies allein schon führt zu signifikanten Einsparungen im laufenden Betrieb. Denn der Zustand sämtlicher Schaltanlagen dezentraler Energieerzeuger ist dank Cloudanbindung auch ohne zeit- und kostenintensive Vor-Ort-Inspektionen jederzeit bekannt. Außerdem schafft die Onlineverfügbarkeit hochaktueller Status- und Betriebsinformationen die Voraussetzung für vorausschauende Wartungskonzepte: Instandhaltungs- und Optimierungsmaßnahmen richten sich dann nicht mehr nach einem vorab festgelegten Wartungsturnus, sondern nach der tatsächlichen Beanspruchung und dem konkreten Verhalten der betreffenden Schaltkomponente. Sinkende Maintenance-Kosten gehen mit höherer Betriebssicherheit einher – was sich wiederum positiv auf die Stromqualität der dezentralen Netzeinspeisung auswirkt. Zugleich verlängert ein smartes Wartungskonzept ebenso die Lebensdauer hochwertiger Schaltelemente und reduziert somit auf lange Sicht den diesbezüglichen Investitionsbedarf.

Nicht zuletzt ermöglicht die Echtzeitaggregation von dezentralen Einspeiseinformationen via Cloudanbindung den Einsatz von Künstlicher Intelligenz – etwa, um aus dem komplexen Zusammenspiel unterschiedlicher Einflussfaktoren per Mustererkennung bevorstehende Schwankungen bei Erzeugung und Verbrauch zu antizipieren. Entsprechend frühzeitig können Netzbetreiber beispielsweise durch die Zuschaltung von Speicherkapazitäten reagieren.