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Das Quartier steht unter Strom – aber sicher!

Porträt von Caroline Erbstößer
  • Veröffentlichungsdatum 09.12.2021
Anne-Caroline Erbstößer

In unserer vorweihnachtlichen Ausgabe der „Vernetzten Energie im Quartier“ am 02.12.2021 haben wir das Thema „Sicherheit in Quartiersnetzwerken“ vertieft, welches einen wesentlichen Aspekt in der Dezentralisierung der Energieversorgung darstellt.

Wie in den vergangenen Jahren haben wir als Einstieg die „LichtBlick-Weihnachtsumfrage“ zu festlicher Beleuchtung deutscher Haushalte und dem damit verbundenen Stromverbrauch ausgewertet. Es zeigt sich ein klassischer Rebound-Effekt: Zwar steigt die Lichtausbeute der einzelnen Leuchte (Angabe lm/W), doch der positive Effekt, der mit den effizienten LED-Beleuchtungen verbunden ist, wird durch die steigende Zahl der installierten Lämpchen überkompensiert. Folge: Seit 2019 steigt der der Stromverbrauch der Weihnachtsbeleuchtung wieder.

© eigene Darstellung; Quelle: https://www.lichtblick.de/weihnachtsumfrage/

Kristallisationswärme von Wasser nutzen und intelligent einsetzen

Wie sie die zukünftigen Anforderungen der Versorgungssicherheit im Projekt „Blütenviertel“ in Caputh konkret lösen wollen, hat Eberhard Holstein von der Flower Power GmbH präsentiert. Das Unternehmen hat vorausschauend geplant, wie ein zukünftiger Mehrbedarf an Energie durch verschiedene Bausteine realisiert werden kann. In diesem Neubauquartier muss nicht auf einen fertigen Entwurf oder auf bestehende Infrastrukturen „aufgesattelt“ werden; damit ist der Weg frei für eine intelligente Energieversorgung. Das Herzstück der jetzigen Planung ist ein Eisspeicher mit 650 m3 Volumen, der im Winter die enorme Kristallisationswärme des Wassers bei 0°C nutzt, um dem Wasservolumen bei gleichbleibender Temperatur Energie zu entziehen. Im Sommer wird dieser Effekt umgekehrt genutzt, um den wachsenden Bedarf an Gebäudekühlung zu decken.

Die Green Fusion GmbH hat sich das Ziel gesetzt, ein datensicheres „Betriebssystem“ für die Energieerzeugung des Blütenviertels zu entwickeln und dieses mit smarten Tools zu optimieren. Paul Hock erläuterte die Planung für eine verhaltens- und wetterbasierte Anlagensteuerung, in dem das Gesamtsystem auf Grundlage historischer Daten geführt und mittels Prognosen weiter optimiert wird. Spezifische Gebäude- und Anlagendaten können über Dashboards abgerufen werden, Daten der einzelnen Quartiersbewohner:innen werden dabei nicht erfasst. Gleichzeitig ist eine Ausfallsicherheit der Versorgung gegeben, indem bei Störungen in der Netzverbindung die Einzelanlagen auf Eigensteuerung umschalten.

Digitale Zwillinge erstellen und Einsparmöglichkeiten erkennen

Wie Gebäude- und Anlagendaten auch im Bestand erhoben und aufbereitet werden können, haben Franziska Sharman und Victor Becker von der Berliner deZem GmbH gezeigt. Die eigens entwickelte Software und eine offene IoT-Plattform ermöglichen die Einbindung einer Vielzahl von Datenformaten und Protokollen, sodass gerade auch für Bestandsgebäude ein „digitaler Zwilling“ erstellt werden kann. Darauf zugeschnitten ist auch die Nutzung einer LoRaWAN-Infrastruktur, in der Daten aus dem Gebäude von speziellen Sensoren übertragen werden, die keine zusätzlichen Leitungsinstallationen oder Batterie erfordern. Begrenzt wird diese Anwendung lediglich durch die Erreichbarkeit der verfügbaren Gateways im Gebäudeumfeld. Die übertragenen Daten werden den Nutzer:innen in individuell konfigurierbaren Dashboards durch zertifizierte Protokolle und Übertragungswege sicher und datenschutzkonform bereitgestellt.

Anormalien frühzeitig erkennen und damit Sicherheit erhöhen

Tatsächlich hat sich die Zahl der Cyberangriffe im Bereich der kritischen Infrastrukturen in den letzten Jahren stark erhöht. Kleine Erzeugergemeinschaften, wie Quartiere, aber auch größere Einheiten, die zentral und softwaregesteuert Energie aus Wind, Photovoltaik und anderen Quellen erzeugen (virtuelle Kraftwerke), können betroffen sein. Das Energiewirtschaftsgesetz fordert von Betreibern ab dem 01.05.2023 „in angemessener Weise Systeme zur Angriffserkennung einzusetzen“ (EnWG § 11 (1d)).

Stefan Siegl vom Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) in Kassel stellte das Projekt „SecDER“ vor, das erprobt, wie die Sicherheit vor externen Bedrohungen erhöht werden kann. Im Projekt soll hierzu mit künstlicher Intelligenz ein virtuelles Modellkraftwerk mit Systemen zur Anomalie-Erkennung entwickeln werden, das potenzielle Angriffe und Betriebsstörungen aus den Systemdaten ableiten kann. Umgesetzt wird dies mit Daten aus mehreren realen Kraftwerksbetrieben sowie Netzwerkdaten, die Projektpartner beisteuern. Für die kommenden Jahre ist eine Zusammenarbeit mit weiteren Unternehmen und zur Erweiterung der Szenarien möglich und ausdrücklich erwünscht.

Wir bleiben dran

Auch im neuen Jahr werden wir die Veranstaltungsreihe Vernetzte Energie im Quartier fortführen. Auf den Berliner Energietagen 2022 werden wir mit Berlin Partner für Wirtschaft und Technologie wieder ein Panel zum Thema Quartiersentwicklung anbieten. Wir informieren rechtzeitig und freuen uns, Sie im kommenden Jahr wieder zusehen.

Vernetzte Energie im Quartier

Solaranlagen auf dem Dach, im Hintergrund eine Großstadt

Das Projekt Vernetzte Energie im Quartier trägt vorbildliche Projekte in die Fachöffentlichkeit, die einen Beitrag zum Erreichen der selbstgestellten Berliner Klimaziele leisten.