Mit Grips den Sonnenstrom bändigen

Neue Stromleitungen für Milliarden von Franken sollen künftig unerwünschte Schwankungen im Netz auffangen. Doch so hohe Investitionen sind nicht nötig, sagen Tessiner Forscher. Sie haben intelligente Messgeräte entwickelt – ähnlich wie «Smart Meter», bloss einfacher und billiger.

Das Bild zeigt viele Stromleitungen in der Nähe von Laufenburg im Kanton Aargau.

Bildlegende: Noch mehr Leitungen? Der steigende Anteil an erneuerbaren Energien soll laut dem Bund mit einem Ausbau des Stromnetzes aufgefangen werden. Keystone

Das Stromverteilnetz in der Schweiz wird immer unregelmässiger belastet – durch neue Verbraucher wie Elektroautos, aber auch durch immer mehr lokal produzierten Strom durch Sonne und Wind. Zurzeit macht der wetterabhängige Sonnen- und Windstrom hierzulande gerade mal rund 1 Prozent aus. Doch der Anteil steigt – und 2050 soll er nach dem Willen des Bundesrats bei gegen 20 Prozent liegen.

Wie viele Stromleitungen wirklich nötig?

Um im dynamischen Stromnetz der Zukunft überhitzte Leitungen und Stromausfälle zu vermeiden, kann man beispielsweise das heutige Stromnetz stark ausbauen. Der Bund rechnet denn auch mit einem Netzausbau mit Kosten von bis zu 18 Milliarden Franken für die nächsten Jahrzehnte. Doch so viel Geld für neue Stromleitungen auszugeben, sei unnötig – davon ist Roman Rudel von der Scuola universitaria professionale della Svizzera italiana (Supsi) überzeugt. Es gebe günstigere Lösungen.

Das Foto zeigt einen Gridsense-Prototyp, der in einem Testgebäude installiert ist.

Bildlegende: Prototyp in einem Testgebäude: Gridsense erfasst Spannung und Frequenz im Stromnetz – als Grundlage für die Steuerung von Hausgeräten. Alpiq InTec

Sukkurs erhält der Forscher nun ausgerechnet vom Bund, zumindest indirekt. Die Supsi hat gestern abend mit ihrem Industriepartner Alpiq InTec einen Watt d’Or erhalten, den Preis des Bundes für herausragende Leistungen im Energiebereich – für eine innovative Neuentwicklung, um Schwankungen im Stromnetz zu beruhigen.

Messgeräte am Puls des Stromnetzes

Die Innovation aus dem Tessin heisst «GridSense»: eine intelligente Technologie, die den Strom von hauseigenen Elektrogeräten so steuert, dass das lokale Stromnetz nie überlastet ist. Kleine Geräte messen laufend Spannung und Frequenz im lokalen Stromnetz und ebenso von den besonders lastintensiven Anlagen im Haus: Boiler, Wärmepumpe, Ladegerät des Elektromobils und natürlich von der Photovoltaikanlage auf dem Dach.

Weil die Messgeräte lernfähig sind, können sie mit der Zeit Prognosen abgeben, wann welches Gerät laufen soll, damit es keine unerwünschten Spitzen im Stromnetz gibt.

Smartmeter, installiert an einem Haus in Dietikon.

Bildlegende: Zentral gesteuerte Technologie: Ein Smartmeter, installiert an einem Haus in Dietikon. Keystone

Wichtiger Unterschied zum «Smart Grid»

Neu an dieser Technologie ist, dass sie nicht zentral gesteuert wird. Das ist der Unterschied zum schon länger bekannten Konzept des «SmartGrid», des intelligenten Stromnetzes. Beim SmartGrid sind die «Smart Meter», die Stromgeräte der verschiedenen Haushalte, mit einem zentralen Rechner verbunden, der den Stromverbrauch von Geräten in einer ganzen Region steuert.

Doch das erfordert aufwändige Kommunikationstechnologie und bringt auch neue Probleme mit dem Datenschutz mit sich. «Solche Probleme hat unser System nicht, denn unsere Stromsteuerung erfolgt in jedem Haus autonom, ohne ein ‹Zentralhirn›», so Roman Rudel, «das ist einfacher und billiger».

Offenbar funktioniert dieser einfache Lastenausgleich tatsächlich. Das jedenfalls haben laut Rudel Experimente mit 20 Einfamilienhäusern in Mendrisio und Simulationen mit bis zu 120 Einfamilienhäusern gezeigt. Zehn dieser Test-Häuser samt Solaranlagen hingen allesamt am gleichen Transformator am Netz. «Die Stromspitzen blieben aus», sagt der Tessiner Forscher, «auch bei weiterem Zubau von Lasten dürften sie ausbleiben. Und dies, ohne dass der Stromkonsum in den Häusern eingeschränkt wird.»

Bis Ende 2015 einsatzreif

Bald soll sich das auch im Ernstfall überprüfen lassen. Bis Ende des laufenden Jahres will Industriepartner Alpiq InTec, der Industriepartner der SUPSI-Forscher, die intelligente Technologie auf den Markt bringen, eingebaut in neue Elektrogeräte und auch als «aufpropfbare» Lösung für bestehende Geräte.

Interessant dürfte diese Innovation vor allem für die Energieversorger sein, die den Strom im Netz verteilen: Sie profitieren am meisten von einem Stromnetz, das ohne Grossinvestitionen sicher bleibt. Doch der Einsatz sollte sich auch für Hausbesitzer lohnen, weil sich die intelligenten Messgeräte so programmieren lassen, dass sie zum Beispiel den Niederstromtarif gut ausnutzen oder den Grad der Selbstversorgung mit Energie erhöhen.

Das Thema im Radio

Der Beitrag zu der Technologie für das Stromnetz der Zukunft war am 8. Januar 2015 um 15:20 Uhr auf Radio SRF1 zu hören.