Was ist der Unterschied zwischen Microgrids und Smart Grids?

Die Begriffe Microgrids und Smart Grid werden oft als Synonyme verwendet. Auch wenn ein Netz gleichzeitig ein Microgrid und ein Smart Grid sein kann, ist die Bedeutung nicht ganz dieselbe. Im unten stehenden Venn Diagramm wird das Verhältnis dargestellt. Ein Stromnetz ist dann ein Microgrid, wenn es autark, das heisst als Inselnetz, betrieben werden kann. Dabei kann es im Normalbetrieb durchaus Teil des übergeordneten Stromnetzes sein. Smart Grids sind hingegen Stromnetze, die Kommunikationsinfrastruktur wie Smart Meter und «intelligente» Komponenten wie Lastmanagement oder eine dynamische Abregelung der Produktion enthalten, müssen allerdings nicht autark betrieben werden können. Microgrids stellen also eine Untergruppe von Smart Grids dar, auch wenn manchmal mit dem Begriff Smart Grid Teilnetze bezeichnet werden, die unabhängig vom übergeordneten Netz betrieben werden können.

ZHAW Microgrid

Was können Microgrids, was das normale Netz nicht kann?

Da Microgrids bei Netzproblemen autark betrieben werden können, kann die Last innerhalb eines Microgrids unabhängig vom übergeordneten Stromnetz bedient werden. Bei einem Leitungsunterbruch beispielsweise wird ein Microgrid-fähiges Teilnetz in den Inselmodus schalten. Da jedes Microgrid auch Stromerzeuger integriert hat, kann es von äusseren Einflüssen abgeschirmt die Stromversorgung innerhalb des eigenen Netzes sicherstellen. Dies kann für kritische Infrastruktur essentiell sein. Krankenhäuser mit Intensivstationen, Polizeizentralen oder auch Serverfarmen sind so vor eventuellen Ausfällen deutlich besser geschützt.

ZHAW Microgrid Abkoppelung
ZHAW Microgrid Abkoppelung

Was hat ein Microgrid mit erneuerbaren Energien zu tun?

Definition Energieproduktion
Definition Energieproduktion

Wenn in Zukunft immer mehr Energie von erneuerbaren Energiequellen wie PV-Anlagen oder Windturbinen ins Netz gespeist wird, ist die Stromproduktion primär von den Wetterbedingungen abhängig und kann nicht mehr vollständig kontrolliert werden. Bei besonders schönen oder windreichen Tagen werden diese Anlagen besonders viel erneuerbare Energie ins Netz speisen. Dies könnte das Netz kritisch belasten oder im Extremfall gar überlasten. Um dies zu verhindern, wären ohne Microgrids beziehungsweise Smart Grids teure Netzausbauten notwendig. Mit intelligenten Komponenten eines Smart Grids kann diese Überproduktion mittels Wettervorhersagen prognostiziert werden, um dann zeitlich flexible Verbraucher zuzuschalten (Demand Side Management DMS), Energiespeicher zu laden oder einzelne Produktionsanlagen in ihrer Leistung zu drosseln (Abregelung). Diese Massnahmen werden oft als Peak Shaving bezeichnet. Da Microgrids Erzeuger und  Verbraucher von Strom innerhalb eines Netzabschnittes verbinden, kann die zu viel produzierte Elektrizität lokal oder regional verbraucht werden, was kritische Leitungsbelastungen im Übertragungsnetz verhindert. Eine sehr grosse Produktion erneuerbarer Energie profitiert also von Microgrids, unter anderem da die stochastische Strom-Einspeisung gut integriert werden kann und ein Ausbau des Netzes nicht oder nur in geringerem Masse notwendig ist.

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