Die Weichen sind in Deutschland gestellt. Erneuerbare Energiequellen sollen in Zukunft deutlich an Bedeutung gewinnen und das Land unabhängig von Kernenergie machen. Allerdings ist es auf dem Weg zur Energieversorgung von morgen nicht damit getan, schlicht die Art der Stromerzeugung zu ändern.

Zu den gravierenden Unterschieden des neuen Energiesystems zählt, dass Wind- oder Sonnenkraftwerke keine konstante Leistung liefern, sondern natürlichen Schwankungen unterliegen. Zudem werden deutlich mehr Kraftwerke als früher in Betrieb sein werden. Die gesamte Infrastruktur der Stromversorgung wird also dezentral aufgebaut sein müssen.

Smart Grids verteilen die Ressourcen

Um diese Komplexität in Griff zu kriegen, sind computergesteuerte Smart Grids nötig. Diese intelligenten Energieinfrastrukturen sind in der Lage, Fluktuationen in der Versorgung flexibel und in Echtzeit auszugleichen, auf Nachfrage und Angebot zu reagieren und die Ressourcen entsprechend zu verteilen.

In naher Zukunft werden sich Energie- und Kommunikationssysteme immer mehr vermischen und Verbrauchern und Versorgern einen besseren Überblick und Kontrolle über den Stromverbrauch bieten – mit großen Vorteilen für beide Parteien: Wie der Branchenverband Bitkom in einem Ausblick im Frühjahr 2011 erklärte, können sich Energieversorger mit Smart Grids vom ineffizienten und klimaschädlichen Prinzip der Höchstlast-Vorhaltung abwenden und Privathaushalte durch die Einführung von zeitabhängigen Tarifen und einer Visualisierung des Energieverbrauchs an einem Smart Meter etwa 9,5 Terawattstunden Strom pro Jahr einsparen.

Auch Unternehmen profitieren von der Möglichkeit, die Energieaufnahme im Rechenzentrum, aber auch den Stromverbrauch der PCs, Drucker und Peripheriegeräte in den Büros differenziert darstellen und visualisieren zu können.

Notwendige Weiterentwicklung der Infrastruktur

Das Energienetz der Zukunft muss also beiderseitige Kommunikation ermöglichen, damit stets eine stabile Konnektivität vom Energieversorger zu den Kraftwerken und Übertragungseinrichtungen bis hin zum Verbraucher gegeben ist. Dafür sind verschiedene Weiterentwicklungen im Netzwerk nötig, um vorhandene Kapazitäten optimal zu nutzen und höchste Ausfallsicherheit zu ermöglichen.

»Die Energiebranche hat verbindungsorientiertes Carrier Ethernet als Trend erkannt, um von der Effizienz von Ethernet als Transport-Technologie zu profitieren.« Ciena-Manager Thorsten Mehl

1. Eine Glasfaser, viele Wellenlängen

Für den Aufbau wirtschaftlicher und zuverlässiger Smart Grid-Netzwerke müssen vorhandene Ressourcen optimal ausgenutzt und bereits getätigte Investitionen geschützt werden. Via Wave Division Multiplexing (WDM) werden mehrere Wellenlängen über eine Glasfaser übertragen.

Damit schafft man die Basis für ein hochkapazitives und skalierbares Netzwerk und senkt dabei die Betriebskosten, denn neben dem Technical Data Management (TDM) können auch neuere paketorientierte-Protokolle unterstützt werden.

Um die Kosten und Komplexität des Netzwerks weiter zu reduzieren, können TDM, Paket und WDM in einem sogenannten Paketoptischen Transport System (P-OTS) realisiert werden. P-OTS beschreibt die Konvergenz von paketorientierten und optischen leitungsorientierten Netzen. Heutige P-OTS bestehen in der Regel aus einem optischen WDM Layer und einem serviceorientierten Carrier Ethernet Layer.