Als einziger SMGW-Hersteller kombiniert Theben sein SMGW mit einem aufsteckbaren Kommunikationsmodul für energie- und netzrelevante Applikationen im Gebäude. Es kann Informationen wie Mess- und Verbrauchswerte aus dem angeschlossenen Messsystem ebenso nutzen wie Informationen, die der Netzbetreiber über den sicheren Kommunikationskanal an das SMGW sendet. Das Modul unterstützt dabei alle EEBUS-Kommunikations-spezifikationen und ist updatefähig für Erweiterungen und zukünftige Anwendungsfälle. Flexible Verbraucher innerhalb des Gebäudes lassen sich so über Leistungssignale oder Tarifanreize aus dem Stromnetz netzdienlich managen.
Das Mehrwertmodul der CONEXA 3.0 basiert auf einer eigenen Software-Plattform, die sich beispielsweise als EEBUS-Schnittstelle zwischen Anforderung aus dem Netz und einem Energiemanagement-System (EMS) im Haus dient. Dies führte Theben bereits gemeinsam mit einem EMS des Aachener Herstellers gridX vor. Künftig sollen auch EMS-Anbieter oder Hersteller flexibler Verbraucher das Modul direkt für eigene Anwendungen nutzen. „Das Mehrwertmodul kann man sich wie eine Art Smartphone für Energieanwendungen vorstellen“, erklärt Smart-Meter-Experte Steffen Hornung von der Theben AG und ergänzt: „Hersteller können eigene Energiemanagement-Dienste auf dem Modul programmieren – ähnlich wie Apps im Smartphone. Theben prüft diese auf ihre Sicherheit sowie Systemkonformität und gibt sie dann für die Nutzung im Mehrwertmodul der CONEXA 3.0 frei.“ So lässt sich künftig die Energiemanagement-Zentrale des Gebäudes mit dem SMGW verbinden.
Netzverträgliches Energiemanagement
Der Grund für die Vernetzung und Kommunikation zwischen Smart Meter Gateway, Energiemanagement und flexiblen Verbrauchern liegt auf der Hand: Einerseits entstehen durch mehr Wind- und Solarstrom immer häufiger Überproduktionen oder Engpässe im Stromnetz. Andererseits steigt der Strombedarf durch die steigende Zahl an Elektroautos insgesamt.
Laut Untersuchungen des Bundesverbandes E-Mobilität finden 80 Prozent aller Ladevorgänge in nicht öffentlichen Parkanlagen oder Parkplätzen statt, etwa zu Hause oder beim Arbeitgeber. Hier befindet sich die Ladestation stets hinter einem Gebäudeanschlusspunkt. Dabei müssen sich die Ladevorgänge untereinander und mit anderen Stromverbrauchern im Gebäude wie etwa der Klima- oder Heiztechnik abstimmen.
Zwischen dem Anschlusspunkt des Gebäudes mit dem SMGW, dem EMS und den Ladestationen kommt die standardisierte EEBUS-Kommunikation zum Einsatz. Das EMS kennt die flexiblen Verbraucher und managed diese anhand der Möglichkeiten des Netzes oder nutzt Marktanreize wie Preistabellen für einen günstigen Betrieb.
EEBUS ist in der Industrie als Standard gesetzt
Führende Automobilhersteller wie auch die Heizungs- und Hausgeräte-Industrie setzen für den flexiblen, netzverträglichen Einsatz ihrer Systeme auf die EEBUS-Kommunikation. Dies hat etwa die Automobilindustrie kürzlich im Rahmen des „Global Grid Integration Projects“ (GGIP) gezeigt. GGIP ist das gemeinsame Projekt führender Automobilhersteller, sowie großer europäischer und US-amerikanischer Energiekonzerne. Federführend organisiert wird es von der EU-Kommission und vom US Department of Energy. Gemeinsam harmonisieren die Partner verschiedenen Prozesse in der Ladetechnik, so dass alle Arten von öffentlichen, gewerblichen und privaten Ladestationen sowie die zugehörige Infrastruktur künftig interoperabel auf Anforderungen aus dem Stromnetz reagieren. Bei einer Demonstration des GGIP im Joint Research Center der EU stellte das SMGW CONEXA 3.0 der Theben AG kürzlich seine Kompatibilität mit führenden Elektroautos, Ladestationen und Energiemanagement-Systemen unter Beweis.
Spitzenglättung durch flexible Anschlussleistung
Gerade in Deutschland geht es bei all diesen Anwendungen nicht um ferne Zukunftsszenarien. Für die netzverträgliche Steuerung großer, flexibler Verbraucher wie der E-Mobilität wird derzeit das Prinzip der „Spitzenglättung“ in die Gesetzgebung eingebracht. Dazu hat das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie eine Studie beim Aachener Büro für Energiewirtschaft und technische Planung (BET) in Auftrag gegeben. Das BET empfiehlt in seiner Studie, die Netzanschlusskapazität jedes Gebäudes in zwei Teile zu trennen: Die unbedingte und die bedingte Anschlussleistung. „Ein Teil soll dem Verbraucher jederzeit unbedingt und uneingeschränkt zur Verfügung stehen. Er deckt die üblichen klassischen Verbräuche ab. Normale, unflexible Haushaltskunden würden also nicht schlechter gestellt“, erklärt der BET Generalbevollmächtigte Dr. Wolfgang Zander und ergänzt: „Beim zweiten Teil soll der Netzbetreiber zeitlich und im Umfang eng begrenzt die für flexible Einrichtungen verfügbare Entnahmeleistung einschränken können, falls das Netz an seine Kapazitätsgrenzen kommt.“
Der Einfluss dieser Regelung soll für den Verbraucher weitgehend unbemerkt passieren, etwa wenn ein E-Auto länger an der Ladestation hängt, als es zum Vollladen benötigt. Im Gegenzug empfehlen die BET-Experten, Netzanschlüsse mit der bedingten Netznutzung günstiger anzubieten. Solche Netzanforderungen sollen dabei die maximale Entnahmeleistung lediglich in eng begrenztem Umfang über ein sogenanntes PMax-Signal einschränken. Andererseits können flexible Lasten mit derselben technischen Basis auch für Marktanwendungen eingesetzt werden, zum Beispiel für flexible Tarife des Energieversorgers.
Digitalisierung der Energiewende
Die Empfehlungen des BET stellen die Basis für die Diskussion um die Neufassung des §14a des Gesetzes zur Digitalisierung der Energiewende dar, das im Sommer 2020 in die Gesetzgebung gehen soll. Darauf bereitet sich Theben heute schon vor: „Mit unserer Lösung auf Basis von EEBUS ermöglichen wir den notwendigen, sektorenübergreifenden Informationsaustausch zwischen Verteilnetz, Smart Meter Gateway und EMS mit flexiblen Verbrauchern im Haus,“ sagt Ruwen Konzelmann, Businessunit-Leiter Smart Energy bei Theben. Die CONEXA 3.0 und das Mehrwertmodul bieten dafür einen sicheren, anonymen Kommunikationskanal.
Gebäude und Haushalte mit großem Strombedarf, etwa aus einer Wärmepumpe oder durch ein regelmäßig geladenes Elektroauto, können so künftig über die standardisierte EEBUS-Kommunikation auf Last-Anforderungen wie auch auf Tarifanreize aus dem Netz reagieren. Herstellern aus allen beteiligten Branchen steht mit dem SMGW CONEXA 3.0 und der Softwareplattform des Mehrwertmoduls eine einfach handhabbare Plattform zur Verfügung, um die zugehörigen Kommunikations- und Energiemanagement-Anwendungen einfach und sicher umzusetzen.
