Durch den Einsatz von SmartGridready-fähigen Home Energy Management Systemen erforschen FH Wallis und Wago Contact SA im Rahmen eines Innosuisse-Vorhabens die intelligente Steuerung bidirektionaler Stromflüsse. Standardisierte Kommunikationsprotokolle sorgen für Kompatibilität zwischen PV-Anlagen, Wärmepumpen und Ladestationen. Die adaptive Regelung ermöglicht variable Ladestrategien, automatische Lastverteilung und dynamische Tarifnutzung. Damit stabilisieren sich Spannung und Frequenz, Netze werden entlastet und der Eigenverbrauch erneuerbarer Energien in Privathaushalten deutlich erhöht. Einheitliche Schnittstellen unterstützen zukünftige Skalierung Systemerweiterungen.
Inhaltsverzeichnis: Das erwartet Sie in diesem Artikel
Stromrückflüsse erfordern höhere Investitionen in Netzinfrastruktur und Regeltechnologien jetzt
Martial Beutler, Pilotanwender des HEMS (Foto: WAGO Contact SA)
Erneuerbare Stromerzeugung aus Photovoltaik und Windkraft führt zu ungleichmässigen Einspeisungen in Verteilnetze, da Verbraucherbedarfe nicht ständig mit der Produktion übereinstimmen. Die bidirektionalen Flüsse verlangen komplexe Netzregelung und Spannungsmanagement, um Netzfrequenz und Qualität sicherzustellen. Aus diesem Grund verzögern Netzbetreiber in unterschiedlichen Regionen die Bearbeitung von Anschlussgesuchen bis zu dreißig Prozent, bis geeignete Stabilitätsmechanismen installiert und die Netzkapazität ausreichend bewertet wurde. Automatisierte Lastverschiebungen, intelligente Speicherstrategien sowie präzise Spannungskontrolle stabilisieren das Netz flexibel.
Bidirektionale Energiespeicher erfordern neue Konzepte zur Netzregelung und Stabilität
Bewährte Speicherverfahren wie Pumpspeicherwerke und großvolumige Batterien dienen der Reduzierung von Netzüberlastung. Weil sie Strom aufnehmen und bei Bedarf rückspeisen, setzen sie bidirektionale Flussdynamiken frei, die anspruchsvolle Regelalgorithmen und Überwachung erfordern. Ähnlich funktionieren Power-to-X-Anlagen, die Strom in Wasserstoff oder Methan umwandeln und zurückführen. In beiden Fällen bleibt die Stabilisierung von Frequenz und Spannung nur begrenzt möglich, weshalb ergänzende Netzmanagement- und Lastprognosesysteme benötigt werden. Betreiber investieren deshalb in modulare automatisierte Echtzeitregelungen.
Kosten- und flächenschonend Netze erweitern: Hochlastkabel, FACTS und Phasenverschiebungstechnik
Prof. Frederic Revaz, Forschungsleiter an der Fachhochschule (Foto: WAGO Contact SA)
Statt umfangreicher Netzerweiterungen können bestehende Übertragungsleitungen durch den Austausch gegen hochleitfähige Verbundlitzen effizient modernisiert werden. FACTS-Technologien wie Thyristor-gesteuerte Kondensatoren und Phasenkompensatoren regeln Spannung und Blindleistungsbedarf adaptiv. Phasenschiebergeneratoren ermöglichen es, Leitungsflüsse automatisch auf weniger belastete Korridore umzuleiten. Durch diese integrierte Lösung steigt die effektive Übertragungskapazität, während Netzengpässe flexibel ausgeglichen werden. Gleichzeitig reduzieren sich Investitionsvolumen, Planungsrisiken und die ökologische Belastung deutlich. Planungs- und Genehmigungsverfahren verkürzen sich, sodass Projektrealisierung binnen Monaten möglich ist.
Höhere Wirtschaftlichkeit von PV-Anlagen durch optimierte Eigenverbrauchsstrategien mit HEMS
Die Nutzung einer HEMS-Anwendung führt dazu, dass Solarstrom direkt nach Erzeugung verbrauchsnah verteilt wird, anstatt unkontrolliert ins Netz einzuspeisen. Die Software aggregiert Messdaten zu Photovoltaikleistung, Batteriespeicher-Füllständen und Lastprofilen von Wärmepumpen und E-Auto-Ladepunkten. Anschließend optimiert sie auf Basis eines Regelwerks die Verteilung von Energie in Echtzeit. Dadurch verringert sich die Netzeinspeisung deutlich, und die Rentabilität der PV-Anlage erfährt eine nachhaltige Steigerung. Alle Steuerungsprozesse arbeiten automatisch, effizient und selbstständig, ohne manuelle Eingriffe.
Einheitliche Kommunikationsprotokolle ermöglichen flexible dezentrale Tarifsysteme und stabile Stromnetze
Das Projekt zielt auf die Etablierung eines konsistenten Schnittstellenrahmens zwischen Stromerzeugern, Netzleitungen und Endverbrauchern ab. SmartGridready in Bern entwickelt verbindliche technische Guidelines, um Protokollvielfalt zu reduzieren und Echtzeitdatenaustausch zu standardisieren. Mit einheitlichen Schnittstellen lassen sich Netzparametrierung und Lastmanagement automatisiert durchführen, was Spannungs- und Frequenzturbulenzen gezielt abfedert. Gleichzeitig eröffnet die Standardisierung Spielräume für innovative Preismodelle wie dynamische Tarife, die Angebot und Nachfrage in Echtzeit widerspiegeln. Die Standards sichern Unabhängigkeit und Erweiterbarkeit.
Feldversuch in Westschweiz liefert repräsentative Daten für Smart Grid-Anwendungen
Wago Contact SA implementierte in zwölf Haustypen im Wallis über zwei Jahre verteilt intelligente Energiemessstellen, um den exakten Verbrauch sowie die Rückspeisung ins Netz zu dokumentieren. Die aufgezeichneten Werte versorgen Steueralgorithmen, die Lastverschiebungen ermöglichen. Hausbesitzer wie Martial Beutler aus Bösingen setzen auf dieses System, um ihr Elektroauto automatisch während der günstigen Zeit zwischen drei und sechs Uhr aufzuladen, Stromkosten zu senken und gleichzeitig zur Netzstabilität beizutragen sowie Effizienzsteigerungen im Betrieb.
Industrie-Controller von Wago sorgt für intuitive Smart Grid-Integration zuhause
Wago bietet mit dem adaptierten Industrie-Controller eine Brücke zwischen OT und IT, um Wärmepumpen, Wechselrichter und andere Geräte wie einen Drucker ins Smart Grid einzubinden. Elektriker schließen die Komponenten über standardisierte Ports an, installieren automatisch die passenden Kommunikationsmodule und nutzen ein webbasiertes Setup-Tool. Dezentrale Intelligenz übernimmt Selbstdiagnose, Firmware-Updates und Lastmanagement im laufenden Betrieb. Dadurch lassen sich Tausende von Anlagen schnell ausrollen, automatisiert betreiben und skalierbar verwalten. Sicherheit und Effizienz steigen.
FH Wallis Treiber ermöglichen einfache Smart Grid Geräteeinbindung zuhause
Im Rahmen eines interdisziplinären Innovationsprojekts programmieren Professor Revaz und sein Team intelligente Treiber, die eine bidirektionale Vernetzung von Energieerzeugern und -verbrauchern ermöglichen. Diese Software-Schnittstellen integrieren Smart Grid-kompatible Wärmepumpen, Speicher und Ladeinfrastruktur in ein übergeordnetes Managementsystem. Zudem betreibt die Fachhochschule einen Wärmepumpen-Pool, der dank dynamischer Tarifmodelle Lastspitzen eigenständig verschiebt. Auf diese Weise steigert das Projekt Energieeffizienz, reduziert Netzbelastungen und optimiert die Kostenstruktur nachhaltiger Versorgungsmodelle und fördert die Integration erneuerbarer Energien im Verteilnetz.
Beispiellose Zusammenarbeit ebnet Weg für flexible smarte, zuverlässige Energiezukunft
Die pilothafte Integration von Home Energy Management Systemen durch die Fachhochschule Wallis, Wago Contact SA und SmartGridready zeigt, wie normierte Schnittstellen und angepasste Industrie-Controller eine modulare Vernetzung ermöglichen. PV-Anlagen, Wärmepumpen und Ladestationen kommunizieren in Echtzeit, was eine präzise Laststeuerung und effiziente Speicher-Pooling-Strategien erlaubt. So lassen sich Stromflüsse bidirektional managen, Netzauslastung reduzieren und Eigenverbrauch deutlich erhöhen. Harmonisierte Protokolle und intelligente Algorithmen bilden das Rückgrat einer sicheren, skalierbaren Energiewende smart digital effizient.
