Hva er smartgrids? Et smart nett er et avansert strømnett som bruker digital kommunikasjonsteknologi for å optimalisere produksjon, distribusjon og forbruk av strøm.

Panoramabilde av en skyline med netting-symboler

Kortversjon

Ved hjelp av digitale kommunikasjonsteknologier sørger et smart grid, som er et intelligent strømnett, for at produksjon, distribusjon og forbruk av strøm optimaliseres. Det smarte nettet muliggjør toveis utveksling mellom produsenter og forbrukere. Dette er avgjørende for integrering av fornybar energi og en stabil, bærekraftig forsyning.

Hvorfor trenger vi smarte nett?

Det tradisjonelle strømnettet var basert på sentralisert produksjon og lett forutsigbare strømstrømmer. Energiskiftet gjør produksjonen mer desentralisert og ustabil. Stadig flere husholdninger og bedrifter mater egenprodusert strøm inn på nettet med solcelleanlegg.

Selv i stor skala gir solcelleanlegg og vindparker i noen tilfeller høy produksjonskapasitet, om enn svært ustabil. Solen skinner ikke døgnet rundt, og vinden er like uforutsigbar over flere dager. Det konvensjonelle strømnettet er ikke designet for å håndtere disse dynamiske endringene og den høye andelen fluktuerende forsyningseffekt på en optimal måte. Intelligent styring av strømnettene er derfor avgjørende: Det gjør det mulig å reagere fleksibelt på ustabile kraftstrømmer, sikrer nettstabilitet og muliggjør effektiv lagring av overskuddsenergi.

Hvordan fungerer et smart strømnett?

Et smart strømnett fungerer ved at alle komponentene i energisystemet kobles sammen i nettverk og utveksler informasjon. Kjerneprinsippet er evnen til å samle inn og analysere data i sanntid og ta beslutninger basert på disse. Dette gjør det mulig å utnytte eksisterende fleksibilitet i produksjon og forbruk på en hensiktsmessig måte, i tillegg til lagring som et direkte fleksibilitetsinstrument.

Sensorer i hele strømnettet overvåker tilstanden til ledningene, strømflyten og spenningen. For å lage prognoser og sende styringskommandoer til desentraliserte enheter, overføres disse dataene til sentrale kontrollsystemer.

Prosumentens rolle

Fleksible forbrukere, ofte prosumenter (produsenter og forbrukere) med egen produksjon, spiller en nøkkelrolle i effektiv utnyttelse av nettinfrastrukturen ved å tilpasse atferden sin til fordel for nettet. Smarte målere, også kjent som intelligente strømmålere, er viktige elementer. Smarte målere kan måle strømforbruk og innmating og overføre disse dataene digitalt til målepunktoperatøren. Sistnevnte kan også videresende dataene til nettoperatøren. På den annen side kan dynamiske strømtariffer fra energileverandøren overføres til kunden via målepunktoperatøren.

Strømprisen kan variere avhengig av tilgjengelighet og etterspørsel, med en tilhørende strømavtale. Forbrukerne kan da aktivt styre forbruket sitt. Bruk for eksempel energiintensive apparater når det er mulig når det er mye fornybar strøm i nettet og prisene er lave. Batterier øker fleksibiliteten på brukssiden betraktelig.

Intelligent nettkontroll og kommunikasjon

Intelligent nettkontroll er hjernen i det smarte nettet. Det omfatter teknologi for overvåking, analyse og optimalisering av nettverksdriften:

Sensorer og aktuatorer registrerer data som strømstyrke og spenning.
Det kreves en robust og sikker kommunikasjonsinfrastruktur for å overføre datamengdene i sanntid.
Algoritmer for analyse av historiske og nåværende kraftstrømmer forutser forventet produksjon og forbruk, eventuelt med støtte fra kunstig intelligens. I prinsippet kan disse bidra til å identifisere uregelmessigheter og optimalisere nettstyringen.
Aggregatorer bruker digitale plattformer i betydningen et virtuelt kraftverk og knytter desentraliserte generatorer, lagringsanlegg og forbrukere sammen i et kontrollerbart nettverk.

Desentralisert produksjon og lagring

Et sentralt element i det smarte strømnettet er integreringen av desentraliserte generatorer og lagringssystemer:

Solcelleanlegg leverer vanligvis strøm direkte inn på nettet. I det smarte strømnettet overvåkes og reguleres forsyningen.
Vindturbiner styres også på en intelligent måte for å utnytte det eksisterende nettet effektivt og beskytte det i tilfelle flaskehalser.
Store batteriakkumulatorer på nettnivå og mindre akkumulatorer for hjemmebruk på forbrukernivå kan lagre overskuddsenergi og frigjøre den når det er behov for det.
I fremtiden kan elbiler fungere som mobile lagringsenheter (Vehicle-to-Grid) og også absorbere strøm og mate den inn i nettet etter behov.

Aktiv lastkontroll

Det smarte strømnettet muliggjør aktiv lastkontroll (demand-side management), der strømforbruket styres aktivt:

Fleksible forbrukere som varmepumper eller ladestasjoner for elbiler tilpasser seg strømpriser og nettbelastning.
Dynamiske tariffer motiverer til å flytte forbruket i perioder med høy tilgjengelighet.
Mange husholdninger med solcelleanlegg optimaliserer egenforbruket sitt, spesielt de som har lagringssystemer og kontrollerbare forbrukere. Dette kan avlaste nettverket.

Fordelene med smarte nett: mer enn bare effektivitet

Innføringen av smarte nett fører med seg en rekke fordeler. De går langt utover bare å øke effektiviteten, og er avgjørende for å lykkes med energiskiftet og det primære målet om avkarbonisering.

Vindturbiner på et grønt felt mot en blå himmel

Økt integrering av fornybar energi
Den viktigste fordelen med smarte nett er at de kan integrere store andeler fornybar energi i strømnettet på en sikker og stabil måte. Ettersom vind- og solenergi svinger naturlig, kreves det et fleksibelt og intelligent nett som kan kompensere for disse svingningene. Smarte nett gjør det mulig å styre den desentraliserte forsyningen av strøm fra fornybare energikilder ved å koordinere produksjon og forbruk i sanntid. Dette reduserer behovet for å holde konvensjonelle kraftverk i reserve og fremskynder utfasingen av fossile brensler.

Optimalisering av energiforbruk og kostnader
Smarte nett muliggjør mer effektiv bruk av strøm og kan føre til kostnadsbesparelser på lang sikt. Egnede målesystemer og dynamiske strømtariffer gir forbrukerne mulighet til aktivt å styre energiforbruket sitt og tilpasse det til tider med lavere priser. Dette fremmer en mer bevisst bruk av energi og kan bidra til å redusere strømregningen.

Fremme av desentralisering og deltakelse
Smarte nett støtter trenden mot desentralisering av strømproduksjonen. De gjør det mulig for husholdninger og bedrifter ikke bare å forbruke strøm, men også å produsere den selv og mate den inn i nettet. De blir "prosumenter". Dette styrker den lokale verdiskapingen og fremmer utviklingen av lokale energisamfunn. Denne deltakelsen er et viktig skritt i retning av et borgernært og bærekraftig energisystem.

Utfordringer og fremtidsutsikter

Til tross for de enorme fordelene er det fortsatt en rekke utfordringer knyttet til full implementering av smarte nett.

Tekniske og infrastrukturelle utfordringer
Omleggingen krever betydelige investeringer i modernisering av den eksisterende infrastrukturen. Dette omfatter utskifting av millioner av konvensjonelle strømmålere med smarte målere, utvidelse av kommunikasjonsnettverk og implementering av komplekse programvare- og kontrollsystemer. I tillegg er Cyber Security spesielt viktig, ettersom et digitalisert og nettverksbasert strømnett kan være mer sårbart for cyberangrep som setter nettets integritet i fare. Beskyttelse av sensitive data er avgjørende her.

Regulatoriske og sosiale aspekter
I tillegg til de tekniske hindringene er det også regulatoriske og sosiale aspekter å ta hensyn til. Lovverket må tilpasses for å skape rammebetingelser for drift og fakturering i et smart strømnett. Dette gjelder for eksempel i forbindelse med den tyske loven om fornybare energier. Forbrukernes aksept er også avgjørende. Bekymringer knyttet til databeskyttelse, kostnader og kompleksitet må dempes gjennom åpen kommunikasjon og tydelige fordeler. For å bygge tillit må folk få informasjon om hvordan smartgrids fungerer og hvilke fordeler de gir.

Smart Grid er fremtiden

Til tross for disse utfordringene er én ting klart: Det smarte strømnettet er fremtiden for energiforsyningen vår. Det er det uunnværlige grunnlaget for et vellykket energiskifte og en avkarbonisering av våre medeiere. Pågående forskning og utvikling på områder som kunstig intelligens, energilagringsteknologi og E-mobilitet vil forbedre ytelsen til smarte nett ytterligere.

Fasit

Det smarte strømnettet er mer enn bare teknologi. Det smarte strømnettet er nøkkelen til energiskiftet og en bærekraftig forsyning. Den integrerer fornybar energi på en effektiv og fleksibel måte. Gjennom nettorganisering og intelligent styring koordineres tilbud og etterspørsel fra nettdeltakerne i sanntid. Dette øker nettstabiliteten og muliggjør aktiv forbrukerdeltakelse. Til tross for utfordringer når det gjelder infrastruktur, sikkerhet og aksept, er smarte nett uunnværlige for en klimavennlig fremtid basert på fornybar energi.