Die Integration erneuerbarer Energie in unsere Stromnetze erfordert intelligente und flexible Komponenten für ein effizientes Netzmanagement. Im Projekt iniGrid (Integration of innovative Distribution Sensors and Actors in Smart Grids) entwickelt das AIT Austrian Institute of Technology in Kooperation mit Partnern aus Industrie und Wissenschaft1 innovative Sensorik und Aktorik für intelligente Verteilnetze. Schlüsselinnovation ist der sogenannte „Smart Breaker“, ein halbleiterbasiertes Schaltgerät für Niederspannungsanwendungen. Es bietet nicht nur Schalt- und Schutzfunktionen, sondern ermöglicht auch Monitoring und Fernbedienung und eröffnet damit völlig neue Optionen für das betriebliche Energiemanagement. Weiters entwickelt das Konsortium im Rahmen von iniGrid einen neuen Spannungssensor für luftisolierte Mittelspannungsanlagen.
Gemeinsam mit bereits existierenden Technologien wie Smart Metering und anderer vorhandener Sensorik werden die neu entwickelten Komponenten in eine sichere, übergreifende Automatisierungsinfrastruktur integriert und mit Hilfe von Algorithmen im Energiemanagementsystem unterstützt. Die Systeminteraktion der neuen Komponenten mit vorhandener Technik wurde im AIT SmartEST Labor einer umfassenden Validierung durch Hardware-in-the-Loop-Tests unterzogen. Von Sommer 2017 bis Frühjahr 2018 wurde das Konzept in einem Feldtest in Teilen der Ausstellung „Sonnenwelt Großschönau“ in Niederösterreich erfolgreich getestet. Dabei wurden sowohl die Lüftungsanlage als auch die Beleuchtung und die Bildschirme – abhängig von der Luftqualität und der Bewegung der Besucher – automatisch gesteuert.
Kostengünstige All-in-one-Lösung
Der Smart Breaker eignet sich besonders für die Anwendung in Industrie und Gewerbe. Jeder Produktionsbetrieb verfügt über verschiedene Stromkreise für z. B. Maschinen, Beleuchtung oder Lüftung. Wenn die Sicherungsautomaten durch das neue intelligente Schaltgerät ersetzt werden, gewinnt man zusätzlich zur Sicherung verschiedene Mess- und Steuerungsfunktionen. Sämtliche Energieflüsse im Unternehmen können mit Hilfe des Smart Breakers transparent gemacht werden. Ein im Rahmen des Projekts entwickeltes Energiemanagementsystem sammelt die Datenflüsse und steuert Erzeuger und Verbraucher, um vorgegebene Leistungs- und Spannungsgrenzen einzuhalten sowie Einsparungen im Bereich der Energiekosten zu erzielen. Durch den Einsatz von Halbleitertechnik lässt sich der innovative Schalter der neuen Generation kompakt und kostengünstig herstellen. Mit herkömmlicher Technik wären mehrere Geräte (ein Messgerät, ein Fernauslöser sowie Schutzgeräte und eine Kommunikationseinheit) notwendig, um die Funktionen des Smart Breakers zu erreichen. Dies würde hohe Kosten verursachen.
Der iniGrid-Demonstrator
Der speziell entwickelte iniGrid-Demonstrator bildet ein fiktives Stromnetz ab, bei dem der Energiebedarf und die Erzeugung mittels erneuerbarer Energieträger über Leistungsprofile hinterlegt sind. Eine Simulation zeigt die Auslastung der Infrastruktur, in Abhängigkeit von der gewählten Jahres- und Tageszeit. BesucherInnen der Ausstellung können die Funktionalität der neuen Technologie testen und interaktiv in die Erzeugung und den Verbrauch eingreifen, um potenzielle Problemsituationen zu generieren, zu vermeiden oder automatisch über den Smart Breaker und iniGrid-Algorithmen aufzulösen. Das iniGrid-Konzept wurde 2017 auch bei der ars electronica in Linz und im „Welios Science Center“ in Wels präsentiert.
1 Unternehmens- und Forschungspartner: AIT Austrian Institute of Technology GmbH, Eaton Industries (Austria) GmbH, Infineon Technologies Austria AG, Zelisko GmbH, Sprecher Automation GmbH, Technische Universität Wien – Institut für Computertechnik, Fachhochschule Oberösterreich – F&E GesmbH, Linz Strom Netz GmbH, MOOSMOAR Energies OG
