Netz im Wandel: Wie IoT die Verteilnetze für die Energiewende stark macht

Was ist das Internet der Dinge (IoT)? Eine einfache Erklärung

Die Energiewende verändert unsere Stromversorgung grundlegend. Statt weniger Großkraftwerke gibt es Tausende von Solaranlagen, Wärmepumpen und E-Autos, die Energie erzeugen und verbrauchen. Das stellt die lokalen Verteilnetze vor enorme Herausforderungen. Eine Schlüsseltechnologie, um diese Komplexität zu meistern, ist das Internet der Dinge (IoT). Doch was verbirgt sich dahinter und wie genau macht es unsere Stromnetze fit für die Zukunft?

IoT und Energiewende: Intelligente Verteilnetze als Schlüsselfaktor

Stellen Sie sich vor, alltägliche Objekte könnten „fühlen“, „denken“ und „sprechen“. Genau das ist die Grundidee des Internets der Dinge.

Das IoT vernetzt physische Geräte – von der einfachen Glühbirne bis zum komplexen Transformator – über das Internet. Diese Geräte werden mit Sensoren ausgestattet (zum „Fühlen“), die Daten wie Temperatur, Spannung oder Auslastung erfassen. Über eine Kommunikationsverbindung senden sie diese Daten an eine zentrale Plattform, wo sie analysiert und verarbeitet werden.

Kurz gesagt: IoT ermöglicht es, den Zustand von Geräten und Anlagen aus der Ferne in Echtzeit zu überwachen und sie bei Bedarf intelligent zu steuern.

IoT im Smart Grid: Vom Blindflug zur vollen Transparenz

Übertragen wir dieses Prinzip auf das Stromnetz. Traditionell wissen Verteilnetzbetreiber (VNB) oft nur wenig über den genauen Zustand in ihren Niederspannungsnetzen. Sie agieren im „Blindflug“, da Echtzeit-Daten aus den unzähligen Verästelungen des Netzes fehlen.

Hier bringt IoT Licht ins Dunkel. Im Kontext des intelligenten Stromnetzes (Smart Grid) bedeutet IoT, wichtige Knotenpunkte des Verteilnetzes mit vernetzter Sensorik auszustatten. Dazu gehören:

• Ortsnetzstationen: Digitale Mess- und Kommunikationstechnik erfasst hier live, wie viel Strom fließt und wie hoch die Spannung ist.
• Transformatoren: Sensoren überwachen die Auslastung und Temperatur, um Überlastungen zu vermeiden.
• Intelligente Messsysteme (Smart Meter): Sie liefern wertvolle Daten über den Verbrauch und die Einspeisung direkt bei den Endkunden.

Durch diese Vernetzung erhalten die VNB erstmals ein klares, datengestütztes Bild davon, was in ihren Netzen wirklich passiert. Diese Transparenz ist die Grundlage für einen stabilen, sicheren und effizienten Netzbetrieb in der Zukunft.

Anwendungsfälle: Wie IoT das Verteilnetz konkret verbessert

Die durch IoT gewonnenen Daten ermöglichen eine Vielzahl konkreter Anwendungen, die den Netzbetrieb revolutionieren:

• Aktive Netzsteuerung statt nur reagieren: Wenn ein Netzbetreiber dank Live-Daten sieht, dass in einem Netzabschnitt die Spannung durch zu viel Sonneneinstrahlung steigt, kann er aktiv gegensteuern. So können Lastspitzen frühzeitig erkannt und Engpässe vermieden werden, bevor sie zu einem Problem werden. Dies ist auch die Voraussetzung, um regulatorische Vorgaben wie die netzdienliche Steuerung nach § 14a EnWG umzusetzen.
• Sichere Integration erneuerbarer Energien: Tausende Solaranlagen speisen unregelmäßig Strom ein. IoT-Monitoring hilft, diese schwankenden, bidirektionalen Energieflüsse zu verstehen und ihre Auswirkungen auf die Netzstabilität (z. B. die Spannungshaltung) zu managen.
• Effizienter und gezielter Netzausbau: Durch die Analyse der gesammelten Daten können Netzbetreiber genau erkennen, wo das Netz tatsächlich verstärkt werden muss. Statt pauschal und teuer auszubauen, können Investitionen gezielt dort getätigt werden, wo sie am dringendsten benötigt werden.
• Vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance): Anstatt Anlagen in festen Intervallen zu warten, ermöglichen es die Sensordaten, den tatsächlichen Zustand eines Transformators oder Schalters zu überwachen. So lassen sich Ausfälle vorhersagen und Wartungsarbeiten genau dann durchführen, wenn sie wirklich nötig sind. Das spart Kosten und erhöht die Versorgungssicherheit.

Ein Blick auf die Technik: Ein Mix aus Funk und Kabel

Die technische Basis für IoT im Stromnetz ist ein gezielter Mix aus Funk- und Kabeltechnologien. Drahtlose Standards wie LoRaWAN, NB-IoT oder LTE-M sind ideal, um weit verteilte Sensoren und Zähler energieeffizient anzubinden. An kritischen Knotenpunkten wie Trafostationen garantieren hingegen kabelgebundene Systeme wie Ethernet die notwendige Stabilität und hohe Datenraten. Dieses Zusammenspiel aus Stabilität durch Kabel und Flexibilität durch Funk schafft das leistungsfähige digitale Nervensystem, das ein modernes Smart Grid benötigt.

Fazit: IoT ist das Nervensystem der Energiewende

Das Internet der Dinge ist für Verteilnetzbetreiber kein ferner Zukunftstrend, sondern ein unverzichtbares Werkzeug, um die Herausforderungen der Energiewende heute zu bewältigen. Es schafft die nötige Datengrundlage, um Transparenz zu gewinnen, die Versorgungssicherheit durch aktive Steuerung zu erhöhen, erneuerbare Energien sicher zu integrieren und den Netzausbau effizienter zu gestalten.Und der Blick nach vorn macht klar: IoT ist nur der Anfang. Mit Künstlicher Intelligenz und Machine Learning wird die nächste Stufe eingeläutet – von automatisierten Lastprognosen über Anomalieerkennung bis hin zur dynamischen Netzsteuerung. Damit wächst IoT endgültig zum digitalen Nervensystem eines intelligenten, flexiblen und zukunftsfähigen Smart Grids.