Die Idee, intelligente Ortsnetzstationen zu entwickeln, entstand bereits vier Jahre vor dem offiziellen Projektstart im Dezember 2020 und wird nun an der Hochschule Darmstadt weiterentwickelt. Professor Jeromin, der das Fachgebiet Elektrische Energieversorgung, Erneuerbare Energien und Energieeffizienz an der Hochschule Darmstadt leitet, und Mathias Pfeffer, Geschäftsführer des Ingenieurbüro Pfeffer, waren früher Geschäftspartner. Schon damals stellte sich die Frage, ob und wie „zu viel“ erzeugter Strom nachhaltig weitergenutzt werden kann. „Durch die sich rasant verändernden Anforderungen und Nutzungsbedingungen ist es jetzt wichtiger denn je zu verstehen, wie die Netze auf sich ändernde Bedingungen reagieren“, stellt Jeromin fest.

Anders als beim Projekt „Grid4Regio“, das Jeromin ebenfalls betreut, geht es im Smart Grid LAB nicht allein um die effiziente Nutzung regionaler Energie, das Projekt geht einen Schritt weiter: Energieströme sollen aktiv gemäß Angebot und Nachfrage gesteuert werden und sich „smart“ anpassen können. „Unsere Tests liefern uns Antworten auf wichtige Fragen der Zukunft“, so Jeromin. Der Schwerpunkt der Darmstädter Forschungsgruppe für Nachhaltige Energiesysteme (daFNE) um die Professoren Ingo Jeromin und Athanasios Krontiris liegt dabei auf Tests unter Realbedingungen, die aktive Steuerungsverfahren und alle erforderlichen Funktionalitäten abbilden sollen. Mit Unterstützung der Kollegen Till Neukamp und Sophia Pfeffer will das Forscherteam herausfinden, wie das Stromnetz stabil gesteuert werden kann, wenn beispielsweise punktuell viele Elektrofahrzeuge gleichzeitig geladen werden, oder wie ein Netzausfall (ein sogenannter „Blackout“) verhindert werden kann, wenn ein Speicher oder wichtige Mess- und Steuerkomponenten versagen.

Als Experimentierfeld dient dazu die Nachbildung eines „Wohnviertels der Zukunft“, in dem alle Energiequellen und Verbräuche realen Bedingungen nachempfunden sind. Die verschiedenen Szenarien, unter denen das Smart Grid LAB betrieben wird, wurden vom Projekt-Team der h_da entwickelt. Sie stellen beispielsweise dar, was sogenannte Prosumer für das Stromnetz bedeuten. Unter einem „Prosumer“ versteht man einen Kunden, der nicht nur Energie konsumiert, sondern sie auch zeitweise selbst erzeugt. In diesem Fall würde das intelligente Stromnetz die Stromverläufe messen, analysieren und selbstständig entscheiden, wie der eingespeiste Strom idealerweise verteilt wird.

An diesem Beispiel wird schnell deutlich, welch hohen Standard das Projekt auch an das Thema Datensicherheit legen muss: „Aufgrund der durch smarte Komponenten hervorgerufenen immer größer werdenden Datenströme und der hohen Komplexität des Stromnetzes wird die Netzführung immer anspruchsvoller. Es ist enorm wichtig, einen höchstmöglichen Schutz für alle Prozesse und sensiblen Daten zu gewährleisten. Datensicherheit und Resilienz sind zentral“, so Jeromin.  Unterstützt wird das Konsortium durch QGroup, einen Spezialisten für mehrstufige IT-gestützte Sicherheitssysteme. Das Stromnetz der Zukunft müsse anpassungsfähig und dynamisch auf die sich stetig verändernden Anforderungen reagieren können. Dazu sei, betont Jeromin, ein Paradigmenwechsel unumgänglich.