Flex4Grid

Service-Framework für stabile Stromnetze

© Sergey Nivens/Shutterstock

Projektzeitraum: Jan. 2015 – März 2018                                     

Finanzierung: 3,1 Mio. € aus dem EU-Förderprogramm Horizon 2020

Partner: 8

Projektkoordinator: VTT Technical Research Centre (Finnland)

Aufgaben des FIT: Weiterentwicklung und Integration von IoT Middlewares, nutzerzentriertes Anwendungsdesign, Software-Verteilung auf IoT Geräten

Der Trend zu erneuerbaren Energien stellt hohe Herausforderungen an die Netzinfrastruktur. Besonders die unbeständige Stromeinspeisung durch zahlreiche private Photovoltaikanlagen ist ein Problem. Die private Stromerzeugung bietet aber auch Potential, Schwankungen im Netz auszugleichen. Das EU-Projekt »Flex4Grid« forschte an der Lösung dieser Problematik.

In der Energie-Branche ging in den letzten Jahren die Tendenz in Richtung Förderung der erneuerbaren Energien. Für die Stabilität des Gesamtnetzes ist der umweltfreundliche Strom allerdings nicht unproblematisch. Da Technologien zur Stromspeicherung im Haus noch sehr teuer sind und daher zumeist fehlen, muss der erzeugte Strom ins Netz eingespeist werden, wenn der Eigenbedarf gedeckt ist. Dies kann zur Instabilität des Stromnetzes führen, wenn die Verteilnetzbetreiber nicht adäquat reagieren können. Ein zweites altbekanntes Problemfeld sind die Stromverbrauchsspitzen in den Morgen- und Abendstunden.

Im Projekt »Flex4Grid« entwickelte Fraunhofer FIT einen Service-Framework, der neue Konzepte im Umgang mit den flexiblen Einspeise- und Verbrauchsraten aus dezentralen Energiequellen eröffnet. Als Basis dazu setzte »Flex4Grid« Cloud Computing zum Stromnetz-Management ein. Zudem hat »Flex4Grid« ein System zur Analyse und Vorhersage der zu erwartenden Netzauslastung entwickelt, um Stromausfälle aufgrund einer Überlastung oder einer Unterversorgung des Netzes zu verhindern.

Im Rahmen von »Flex4Grid« haben die Bonner Stadtwerke, die SWB Energie und Wasser, ihre Kunden zum Mitmachen als Test-Anwender aufgerufen. Die Test-Anwender erhielten ein kostenfreies Installations-Kit zur Stromverbrauchsmessung und Steuerung. Über eine »Flex4Grid«-App konnten die Tester dann bequem mit dem Smartphone ihre Verbrauchsdaten ablesen und auch Geräte ein- und ausschalten. Zusätzlich erhielten die Tester Einladungen zu Mitmachaktionen, die die üblichen morgendlichen und abendlichen Lastspitzen reduzieren sollten, etwa zum Einschalten der Waschmaschine mit dem Handy zur Mittagszeit.

Ein wichtiger Punkt in »Flex4Grid« waren auch attraktive Geschäftsmodelle, die Stromkunden zu mehr Flexibilität motivieren. Getestet werden hier Gamification-Ansätze, Preisstaffelung nach Angebot und Nachfrage sowie denkbare neue gesetzliche Regelungen.

Die »Flex4Grid« Plattform wurde mit Hilfe von Pilot-Installationen in zwei Stromnetzen in Deutschland, darunter auch Bonn, und einem in Slowenien validiert. 

Ergebnisse

Gemeinsam mit SWB Energie und Wasser wurde ein funktionsfähiger Prototyp zur Stromeinsparung in Haushaltsgeräten entwickelt, der in Pilotprojekten sehenswerte Ergebnisse lieferte:

  • 4 Pilotprojekte mit Endverbrauchern: Insgesamt 1232 Haushalte testeten die »Flex4Grid«-Plattform in der Praxis. Diese fanden in Celje (Slowenien), Bonn sowie Bocholt (Deutschland) und in Oulu (Finnland) statt.
  • Die »Flex4Grid«-Plattform liefert ein effizienteres und wirtschaftlicheres Flexibilitätsmanagement. Dies konnte durch die Pilotprojekte mit realitätsnahen Zahlen nachgewiesen werden:
    • Spitzenlast reduziert: 10% pro Benutzer (80-100W im Durchschnitt)
    • eine 4 prozentige Reduzierung der Stromkosten für die Verbraucher
    • geschätzter Gewinn der Aggregatoren bei der Nutzung des »Flex4Grid«-Systems: 2,6 € pro Nutzer pro Jahr

Nächste Schritte

Die »Flex4Grid«-Plattform ist praxistauglich und benutzerfreundlich. Sie dient als effektive Lösung für die Verwaltung der Nachfrage nach Haushaltsstrom. Zudem sensibilisiert sie die Benutzer für ihren Energieverbrauch und ermutigt sie, ihre Geräte auszuschalten, wenn sie nicht benutzt werden. Die »Flex4Grid«-Plattform wird auch weiterhin in der Praxis eingesetzt.                    

(Aktualisierung: März 2020)

Um mehr über »Flex4Grid« zu erfahren, besuchen Sie bitte die offizielle Projekt-Website: www.flex4grid.eu/