UdZForschung 2-2018

25 UdZForschung – Unternehmen der Zukunft 2/2018 FIR-Forschungsprojekte Projekt: eSafeNet Ein Demonstrator für das Internet der Energie Ein intelligentes Stromnetz erfordert eine neue Infrastruktur, „intelligente“ Dienstleistungen und ein ganzheitliches Sicherheitskonzept DurchdasErneuerbare-Energien-GesetzunddenWandel inderEnergieversorgungergebensich immerneueHerausforderungen. Aufgrund der zunehmenden Einspeisung durch fluktuierende Erneuerbare-Energie-Erzeugungsanlagen ist der Ausbau von Energienetzen in Kopplung mit einer sicheren, schnell verfügbaren, energieeffizienten und wirtschaftlichen Informations- und Kommunikationstechnologie unabdingbar 1 . Im Rahmen des Forschungsprojekts ‚eSafeNet‘ werden verschiedene Funk- und Kabelübertragungstechnologien auf ihr Potenzial für das Internet der Energie untersucht. Des Weiteren wird eine Dienstleistungsplattform für Smart Services entwickelt. Ein interaktiver Demonstrator wird kreiert, der die Lösungsansätze für eine sichere Informations- und Kommunikations- sowie Energieinfrastruktur erlebbar darstellen soll. Das Vorhaben 03ET7549A der Forschungsvereinigung FIRe.V. anderRWTHAachen wirdüberden PTJ durchdasB undesministeriumfürWirtschaftundEnergie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. D ie aktuellen Klima- und Energie- ziele der Europäischen Union sowie der Bundesrepublik Deutschland erfordern neben der Steigerung der Anzahl von Energieerzeugungsanlagen für EE (erneu- erbare Energien) auch die Bewältigung weiterer daraus resultierender technischer und operativer Herausforderungen, wie den Ausbau der Energienetze 1 . Durch die Weiterentwicklung zu Smart Grids und den Smart-Meter-Roll-out steigen neben demDatenvolumen auchdieVerletzlichkeit und Verwundbarkeit des Energienetzes durch gezielte Hackeraktivitäten oder Manipulationsversuche. Daher ist die Einführungeiner sicherenund jederzeit ver- fügbaren Kommunikationsinfrastruktur für den Betrieb eines Energienetzes mit intelligenten Sensoren und Mess- stellen unabdingbar 2 . Im Rahmen des Forschungsprojekts ‚eSafeNet‘ werden dazu Lösungsansätze entwickelt und in einem interaktiven Demonstrator dargestellt, um die Ergebnisse auf das Energienetz übertragen zu können. Im Folgenden wird die Projektidee vor- und die Umsetzung des Demonstrators dar- gestellt. Intelligente Stromnetze erfordern eine neue Kommunikations- und Energieinfrastruktur Im Rahmen des Forschungsprojekts ‚eSafeNet‘ wurden zunächst die stei- genden Anforderungen an die Kommu- nikations- und Energieinfrastruktur iden- tifiziert. Aufgrund der zunehmenden Einbindung dezentraler Erneuerbare- Energie-Erzeugungsanlagen in virtuelle Kraftwerke er fordert die zukünftige Informations- und Kommunikations- infrastruktur einen bidirektionalen Informationsfluss. Zugleich ist ein hohes Maß an Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, Echtzeitdatenüber tragung, Energie- effizienz und Sicherheit im Rahmen der Energiewende unabdingbar. Daher wurden verschiedene kabellose und kabelgebundene Kommunikations- technolog ien au f ihr Potenzial im Internet der Energie überprüft. Neben der Wirtschaftlichkeit sind insbeson- dere lokale Unterschiede zu berück- sichtigen. Die Verfügbarkeit kabelloser Übertragungstechnologien ist regional sehr unterschiedlich. Zudem müssen die Technologien hinsichtlich weiterer Kriterien,wiebspw. Gebäudetopologieund Baudichte, auf ihr Einsatzpotenzial über- prüft werden, sodass der Lösungsansatz nicht aus einer gesamteinheitlichen Technologie besteht, sondern sich indivi- duelle standortabhängige und teilweise sogar kombinierte Technologien ergeben. In dem vernetzten Demonstrator (s. Bild 1, S. 26) wird die Kombination verschiedener Übertragungstechnologien dargestellt. So werden Energieerzeugungsdaten einer Windenergieanlage mittels LTE- Über tragung in der Dienstleistungs- plattform dargestellt. Zudem findet eine Übertragung der Energieverbrauchsdaten aus dem Smart Meter der Demonstrations- fabrik Aachen mittels 5G statt, sodass sich durch die Einbindung verschiedener Komponenten in den Demonstrator eine modellhafte Abbildung des Energie- netzes ergibt. Neben dem Wandel und den steigenden Anforderungen an die Kommunikations- infrastruktur erfordert die Energiewende auch die Anpassung der Energieinfra- struktur. Im Rahmen der Klimapolitik wer- 1 Schulz 2016, S. 19 – 35 2 Sichler 2014, S. 436 – 494