Im Modellprojekt „Smart Country“ erprobten Forscher in Bitburg-Prüm das Verteilnetz der Zukunft. Es soll flexibel auf die zunehmende dezentrale Einspeisung von regenerativem Strom reagieren. Dazu wurden Betriebsmittel weiterentwickelt: Eine optimierte Biogasanlage speichert virtuell den überschüssigen Strom mit einem Wirkungsgrad von 98%, die die Stromabgabe aus dem Netz steuert. Spannungsregler verdoppeln darüber hinaus die nutzbare Leistungskapazität im Netz. Nach rund einem Jahr hat das Eifel-Projekt den Praxistest erfolgreich bestanden.

Das bestehende Stromnetz ist auf die Vielzahl verschiedenster Einspeisungen nicht ausgelegt. Dies gilt insbesondere für ländliche Gebiete. Viele dezentrale Einspeisungen und der geringe Bedarf vor Ort bedürfen neuer Netzlösungen, um künftigen Anforderungen gerecht zu werden. Neue Verteilnetze – sogenannte Smart Grids – bilden die Grundlage für eine nachhaltige Energieverwendung. Wie diese intelligenten Netze jedoch konkret aussehen (sollen), ist derzeit noch unklar. Bei der klassischen Stromversorgung fließt der Strom nur in eine Richtung: vom Kraftwerk zum Kunden. Beim Smart Grid kommen nun weitere kleine Kraftwerke hinzu. Windenergie-, Solar- und Biogasanlagen erzeugen zusätzlichen Strom, der ins Netz eingespeist wird. Da die Energie nicht konstant erzeugt wird, führt dies gerade in ländlichen Stromverteilnetzen zu Spannungsschwankungen.

Ziel des Forschungsprojektes „Netze für die Stromversorgung der Zukunft“ („Smart Country“) waren die Entwicklung, die wirtschaftlich-technische Analyse und die Demonstration von innovativen Netzkonzepten als Basis für Smart Grids. „Alle Maßnahmen dienen dazu, mehr dezentrale Erzeugung am bestehenden Netz zu ermöglichen“, erklärt Torsten Hammerschmidt, Leiter des Forschungsprojektes. Die untersuchten Netzkonzepte beginnen mit einem vermehrten Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) und intelligenter Sekundärtechnik. Neue Komponenten kommen hinzu, zum Beispiel auf Leistungselektronik basierende Spannungsregler, bis hin zu Ansätzen wie flexiblen Versorgungsspannungen – etwa Einhaltung des Spannungsbandes durch Wechselrichter im Hausanschlusskasten. Auch ein intelligenter Leitungsbau ist zum Anschluss dezentraler Erzeugung unerlässlich. Der Fokus lag dabei auf dem Verteilnetz bis hin zum Kundenanschluss. In der Eifelregion Bitburg-Prüm in Rheinland-Pfalz testet RWE Deutschland zusammen mit dem Anlagenhersteller ABB, dem Beratungsunternehmen Consentec und der TU Dortmund das erste Smart Grid Deutschlands dieser Art. Das 173 km² große Testgebiet ist mit 32 Einwohnern je km² recht dünn besiedelt und verfügt über 12 MW Einspeisung aus erneuerbaren Energien.

In der Eifelregion übersteigt die installierte Leistung regenerativer Erzeugungsanlagen in Nieder- und Mittelspannung derzeit 30% der Maximallast. Das sind Herausforderungen, wie sie bis 2030 in vielen Gebieten Deutschlands auftreten können. Darüber hinaus ist der Zubau regenerativer Erzeugung auch in diesem Gebiet noch nicht abgeschlossen. Bis 2030 ist mit einer Verdopplung zu rechnen. Das Demonstrationsnetz umfasst circa 110 km Mittelspannungsleitungen mit rund 100 Stationen. Folgende Bausteine kamen zum Einsatz: Datentechnik, die sogenannte Informations- und Kommunikationstechnik (IKT), ein Biogasspeicher zum Ausgleich von Stromspitzen, intelligente Netzstrukturen mit starken Kabelstrecken – quasi Stromautobahnen – und Spannungsregler, die die Spannung im Netz konstant halten.