PeerEnergyCloud

Sicherer virtueller Marktplatz für den lokalen Stromhandel

Private Haushalte verbrauchen rund ein Drittel des Stroms in Deutschland. Sie beziehen ihn meist aus großen überregionalen Kraftwerken Gleichzeitig werden immer mehr Haushalte selbst zu Produzenten regenerativer Energie. Sie speisen diese jedoch genau wie die großen Kraftwerke in das gleiche Stromnetz ein. Bisher ist das Stromnetz jedoch nicht in der Lage, den Mix aus lokal und überregional erzeugter Energie intelligent zu nutzen. Dadurch können Haushalte bislang keinen lokal erzeugten Strom direkt verbrauchen. Mit Hilfe der Cloud will PeerEnergyCloud diese Situation verbessern. Lokal erzeugten Strom will das Projekt auf intelligente Weise an lokale Verbraucher vermitteln. Ziel ist die Konzeption und Entwicklung eines so genannten Microgrids und eines entsprechenden Cloud-Marktplatzes für den Handel mit lokal erzeugtem Strom über die Cloud. Dabei soll zum Beispiel der Preis Anreiz für die Verbraucher sein, bevorzugt den lokal erzeugten Strom zu nutzen.

Multi-Agentenhandel und Mehrwertdienste für Microgrids

Microgrids sind lokale Stromnetze mit wesentlichen Vorteilen: Durch PeerEnergyCloud-Marktplätze vermeiden sie lange Wege und Energieverluste und sorgen so für Netzstabilität und Versorgungssicherheit. Die urbane Netzstruktur wird optimal ausgenutzt, während überregionale Netze entlastet werden.

In der Modellstadt Saarlouis mit zunächst 50 angeschlossenen Wohneinheiten und mehreren Photovoltaikanlagen will PeerEnergyCloud mit innovativen Erfassungs- und Prognoseverfahren den produzierten Strom möglichst genau beziffern und über einen virtuellen Marktplatz den lokalen Energiehandel ermöglichen. Erzeugungs- und Verbrauchsschwankungen - sogenannte Lastspitzen - können über die Cloud automatisch ausgeglichen werden, ohne dass der Netzbetreiber eingreifen muss.

Intelligente Energienutzung mit vernetzten Sensoren und Aktoren

Grundlage dafür ist die sichere Vernetzung von Sensoren und Aktoren in den angeschlossenen Haushalten. Die Sensoren erfassen Stromverbrauch und -produktion und speisen die erfassten Daten in eine private Cloud der Stadtwerke ein. Verbrauch und Erzeugung lassen sich so teilweise in Echtzeit erfassen und lokal miteinander synchronisieren. Entsteht nach Abzug des Verbrauchs ein Stromüberschuss, fließt er in die überregionalen Netze. Reicht die lokale Erzeugung nicht aus, wird zusätzlicher Strom aus den überregionalen Netzen eingespeist. Eine noch effizientere Nutzung des Stroms ermöglichen die Aktoren in den Haushalten. Sie erhalten ebenfalls die Daten über den lokal erzeugten Strom. Ist viel Strom vorhanden, startet zum Beispiel die Waschmaschine. Fehlt der Strom, werden energieintensive Vorgänge aufgeschoben. Hinzu kommt die Möglichkeit für Drittanbieter, auf Basis der lokalen Daten eigene Mehrwertdienste bereit zu stellen. Werden ausgewählte Daten vom Verbraucher freiwillig für eine weitere Verwendung freigegeben, kann er zusätzliche energiebezogene Dienste buchen. Dann werden die Sensoren im Haus nicht nur für den intelligenten Einsatz von Haushaltsgeräten verwendet, sondern zum für ein so genanntes Energie-Auditing genutzt, das die Energieeffizienz des Haushaltes ermittelt und Stromsparpotentiale aufdeckt. Genauso können die Sensoren für eine Gebäudeüberwachung zum Objektschutz genutzt werden.

Sichere Kommunikationsverbindung für die Weitergabe der Daten

Diese Weitergabe von Daten aus dem Haushalt an weitere Dienste-Anbieter macht hohe Sicherheitsstandards notwendig. Zum Schutz der Daten vor unberechtigtem Zugriff und vor unkontrollierter Nutzung implementiert PeerEnergyCloud hohe Verschlüsselungsstandards für alle Kommunikationsverbindungen zwischen Sensoren, Aktoren und der Cloud. Von der Kommunikation zwischen Sensoren und Aktoren bis hin zur Verbindung zwischen Nutzern und dem Online-Marktplatz sind Verbindungen verschlüsselt und können auch vom Cloud-Anbieter nicht eingesehen werden.

Ausgangssituation

• Keine sichere und skalierbare Verarbeitung der Energiedaten
• Keine Mechanismen zur Angleichung von Angebot und Nachfrage von lokalem Strom
• Energiekontingente aus der Produktion privater Haushalte nicht frei handelbar

Zielsetzung

• Bereitstellung von Energiediensten und Nutzung von günstiger Cloud-Infrastruktur für Endkunden durch Versorger
• Sichere Speicherung und Übertragung der Energiedaten durch Cloud-Infrastruktur
• Intelligentes „Microgrid“ regelt die Verteilung des lokalen erzeugten Stroms an Abnehmer in der Umgebung über einen Cloud-Marktplatz

Konsortialpartner

AGT Group (R&D) GmbH

Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI)

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Stadtwerke Saarlouis GmbH