Fit4eChange – Verwirklichung flexibler Smart Grids

Die Energiewende erfordert intelligente Stromnetze, die sich kontinuierlich selbst überwachen um Überlastungen zu vermeiden. Dies ist notwendig, da es in Zukunft mehr Volatilität durch Einspeisungen aus Photovoltaikanlagen und Stromentnahmen durch E-Mobile geben wird. Fit4eChange ist ein Forschungsprojekt, mit dem Ziel, diese Anforderung in den bestehenden Niederspannungsnetzen möglichst effizient umzusetzen. In diesem Rahmen entwickelt ithinx zusammen mit den Partnern duotec, EEBUS, ELE Verteilnetz GmbH, Fraunhofer IMS, Netze Duisburg und Nuromedia ein funkbasiertes Messsystem, welches ohne Stromabschaltung in wenigen Minuten nachrüstbar und einsatzfähig ist.

Die von den Projektteilnehmern erarbeitete Lösung ist derzeit in der Laborphase und wird in Q2 2024 in einem Feldtest der Stadtwerke Duisburg im realen Umfeld erprobt.

„To manage it, you have to monitor it“

Um eine bessere Sichtbarkeit der Netzsituation zu erreichen,  ist gemeinsam ein Monitoring-System entwickelt worden, das in der Lage ist, die wesentlichen elektrischen Kenngrößen im Niederspannungsnetz zu messen und einer Leitwarte zur Verfügung zu stellen.

Ziel

Das Ziel in diesem Forschungsprojekt ist es, ein Sensorsystem zu entwickeln, welches leicht nachrüstbar ist
und den Leitwarten eine Überwachung der Energieflüsse im Niederspannungsbereich ermöglicht.

Anforderungen

Die wesentlichen Anforderungen an das Forschungsvorhaben sind:

• Einfache Installation des Monitoring-Systems unter Spannung
• Handling der Gleichzeitigkeit von solaren Einspeisungen
• Ausbalancieren von Spitzenlasten durch zeitgleiches Laden von vielen E-Mobilen
• Schnelle Reaktion auf kritische Situationen im Niederspannungsnetz

Lösung von ithinx

• Das Sensorsystem kann in den Verteilerkasten installiert werden, ohne dass dazu der Verteilerkasten stromlos geschaltet werden muss.
• Die Strommesssensoren versorgen sich selbst – mittels Energy-Harvesting aus dem elektromagnetischen Feld der Stromleiter.
• Kabelverlegungen innerhalb des Verteilerkastens werden vermieden durch eine Messwerteübertragung per Funk
• Die Datenfernübertragung über das Gateway erfolgt ebenfalls per Funk.

Auf dieser Grundlage wählte ithinx die Funkprotokolle openThread und NB-IoT aus und integrierte sie im Gateway.

Die besondere Herausforderung für ithinx bestand darin, zwei Funksysteme in einem Gateway zu vereinen, das trotz der schwierigen Funk-Installationssituation im Verteilerkasten eine zuverlässige Kommunikation ermöglichen muss.

Stärke in diesem Projekt von ithinx:

• Auswahl und Realisierung geeigneter Funklösungen und Protokolle, um die Anforderungen umzusetzen
• Entwicklung der Elektronik für den Anwendungsfall, einschließlich Antennen-Design und -Optimierung im ithinx-Labor
• Effektive Partnerschaft und Zusammenarbeit im gesamten Netzwerk der Teilnehmer.