Energie-Internet und Quantum Grid

Das Energienetz der Zukunft

Quantum Grid

Das Quantum Grid ist vom Internet und dem Erfolg von Internet-Technologie in der Telko-Industrie inspiriert. Es bringt mehr Flexibilität um dynamischen Netzverhalten zu begegnen.

Auf der GIP Xyna Konferenz 2015 sprachen Professor Antonello Monti (RWTH Aachen), Professor Andreas Sumper (CITCEA UPC Barcelona), Helge Meyer (Telekom) und Dr. Bernd Reifenhäuser (GIP) über die Revolution für den Energiesektor.

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Seit 2008 verfolgt die GIP die Idee des Quantum Grids, dem Energienetz der Zukunft – paketbasiert, selbstorganisiert und flexibel. 2009 wurde das Konzept in einer Offenlegungsschrift verdichtet (siehe unten). Das Hauptziel der europäischen und deutschen Energiepolitik basiert auf einer steigenden Nutzung von erneuerbaren Energien mit dem Ziel, langfristig 100% erneuerbare Energieversorgung zu erreichen. Dafür braucht es ein flexibles, dynamisches und selbstorganisiertes Netz mit dezentraler Steuerung und intelligente Speicherlösungen.

Initiative Energie-Internet

In Europa gibt es innovative Ideen für ein Energienetz der Zukunft und in Japan gewinnt das japanische Digital Grid Konsortium ebenfalls immer mehr an Fahrt. Wir wollen die Entwicklung eines Energie-Internet für die Stromversorgung von morgen nicht wie seinerzeit im Rahmen der Verbreitung des Internets vollends asiatischen und amerikanischen Unternehmen überlassen. Wir suchen weitere Forschungseinrichtungen, Energienetzbetreiber, Energieversorgungsunternehmen, Energiehändler, Hersteller von aktiven Netzkomponenten für elektrische Übertragungsnetze und Hersteller von Speicherlösungen für die Zusammenarbeit am Energienetz der Zukunft und der paketbasierten Stromübertragung.

Das Quantum Grid ist revolutionär und ein Quantensprung für die Grid-Technologie. Dieser Ansatz hat den Vorzug höherer Flexibilität und ist besser im Einsatz in Umgebungen mit dynamischem Netzverhalten. Ebenso ist er deutlich belastbarer als zentralisierte Ansätze. Das Quantum Grid ist vom bestehenden Internet und dem Erfolg von Internet-Technologie in der Telko-Industrie inspiriert. In der Telekommunikationsbranche waren Selbstorganisation, Digitalisierung und Paketorientierung die Schlüssel zu höherer Performanz, größerer Netzwerkstabilität und höherer Skalierbarkeit.

QGrid-Technologie

Das Quantum Grid ist selbstorganisiert, zell-basiert, nachfrageorientiert und formt so das Energie-Internet. Unabhängig voneinander wurde dieses Konzept in Deutschland (GIP Patent erteilt für USA US: 2012/0059532 A1 | China CN102439812B | Europa EP 2430723 A2 | DE: 102009003173 A, 2009) und Japan (Digital Grid: Communicative Electrical Grids of the Future, IEEE 2011) entwickelt.

Zentrale Ideen

  • Routing & Wegfindung
  • Leistungsflusskontrolle für die direkte Übermittlung von »Energiepaketen«
  • Leistungsflusskontrolle durch Leistungselektronik
  • Power Grid Router als zentrales Element
  • Paketbasiertes Energie-Management
  • Selbstorganisierendes Grid / Netzwerksegmentierung

Lösungskonzepte

  • Energie-Routing ist eine vorteilhafte Methode um den Energiebedarf, soweit möglich, lokal zu decken.
  • Zeitweise Unterschiede zwischen Erzeugung und Verbrauch benötigen intelligente Speicherkonzepte und -systeme. Hier bietet das Energie-Routing die Möglichkeit, verteilte Speicher zu einem virtuellen Speichernetz zu verschalten.
  • Paketbasiertes Energie-Management wird der Ursprung des gesamten Energietransports. Es ist das zentrale Element für Energieeffizienz und so auch für die Ausbalancierung von Nachfrage und Energieerzeugung.
  • Ein Grid, aufgebaut aus selbstorganisierenden Zellen (Quantum Micro Grids) und Energie-Routing-Algorithmen bietet ein großes Potential für höhere Grid-Flexibilität.
  • Energie-Routing optimiert die bestehende Grid-Infrastruktur und reduziert so auch die Ausgaben für den Ausbau. Ein aktives Routing-Konzept eröffnet alle Verbindungen als mögliche Routen, nicht nur die mit der geringsten Impedanz. In Kombination mit lokalen Speicherlösungen ist Routing in der Lage, den Einfluss lokaler Fluktuationen in Verbrauch und Erzeugung von Energie auszugleichen.

Downloads

“IT-Unternehmer Bernd Reifenhäuser will unser Elektrizitätsnetz umkrempeln. Analog zum Internet sollen dabei kleine Strompakete selbstständig ihren Weg durch die Leitungen finden.”
Whitepaper Quantum Grid & QGG
Quantum Grid - Ein vom Internet inspiriertes Stromnetz
»Digitalisiertes Verteilungsnetz für die Stromversorgung« von Dr. Bernd Reifenhäuser und Dr. Alexander Ebbes (EW 9/13)