IT4Energy – BEST

Mit der steigenden Nutzung von erneuerbaren Energien steht das Stromnetz vor der Herausforderung, die damit verbundenen Volatilitäten in der Stromerzeugung bewältigen zu können. Die Stromerzeugung schwankt je nach Wetterlage und geschieht dabei zunehmend dezentral, wodurch das Energieanbot auch regional stark schwankt. Die immer stärkere Vernetzung von Geräten und Anlagen über das Internet erlaubt es, diese flexibel und ferngesteuert zu betreiben und zu regeln. So können das Angebot und der Bedarf an elektrischer Energie in Stromnetz beeinflusst und aufeinander abgestimmt werden. Diese Flexibilität bietet ein großes Potenzial zur Stabilisierung von Stromnetzen und um verfügbare Energie effizient zu nutzen.

Im BEST-Projekt wird daher ein Strommarktbietersystem (SMBS) entwickelt, implementiert und untersucht, das den Stromhandel zwischen Anlagen im Stromnetz ermöglicht. Teilnehmende Anlagen – unabhängig von Typ (Verbraucher, Erzeuger, Speicher) und Leistungsklasse (Haushalt oder Industrie) – werden über ein zentrales Managementsystem mit dem SMBS verbunden und gesteuert. Über Schnittstellen zu Smart Meter Gateways und einem Energiemanagementsystem sollen nachgeschaltete Anlagen gesteuert und der tatsächliche Stromfluss überprüft und automatisiert abgerechnet werden. Das Strommarktbietersystem wird auf Basis einer offenen Blockchaintechnologie realisiert. Dadurch entstehen Vorteile bei Sicherheit und Transparenz sowie die Möglichkeit zur lokalen Vernetzung ohne Drittanbieter. In einem Praxistest werden das SMBS, das zentrale Managementsystem und die Poolingplattform im Reallabor und an Industrieanlagen getestet.

Fraunhofer FOKUS leitet im Projekt das Arbeitspaket zur Entwicklung eines zentralen Managementsystems für blockchainbasierte dezentrale Energiemärkte. Um einen dezentralen Stromhandel zu ermöglichen, muss die Interaktion zwischen Stakeholdern der Energiewirtschaft, den Erbringern von dezentralen Erzeugungs- und Verbrauchsangeboten sowie die Steuerung und Überwachung dezentraler Energieanlagen durch Informations- und Kommunikationstechnik unterstützt werden. Im Projekt werden anhand von Use-Cases die Anforderungen an ein solches System und dessen Einzelkomponenten erfasst und die zu unterstützenden Interaktionen zwischen Stakeholdern, Systemkomponenten und Anlagen spezifiziert. Anhand dieser Erkenntnisse wird eine komponentenbasierte, serviceorientierte Gesamtarchitektur des zentralen Managementsystems entwickelt. Dazu gehören die Festlegung, Implementierung bzw. Anpassung von Datenstrukturen, Schnittstellen, Protokollen und Algorithmen, die Umsetzung von Interaktionen, die Entwicklung einer graphischen Benutzungsschnittstelle sowie das Testen und die Integration der Systemkomponenten. Das zentrale Managementsystem soll so realisiert werden, dass insbesondere (geschäfts-)kritische Interaktionen nur von entsprechend autorisierten Diensten bzw. Stakeholdern durchgeführt werden können sowie personenbezogene Daten und sensible Geschäfts- oder Anlagedaten (z. B. Stromangebote oder Anlagenzustände) innerhalb des zentralen Managementsystems oder beim Austausch mit anderen Komponenten (z. B. dem SMBS) geschützt sind. Dafür nutzen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler technische Lösungen z.B. zur Authentifizierung von Entitäten und zur Datenverschlüsselung.

Im Projekt sind neben Fraunhofer FOKUS auch die Reiner Lemoine Institut gGmbH (Koordinator), fortiss GmbH, OLI Systems GmbH, Energieforum Leipzig GmbH sowie die Hochschule Weserbergland beteiligt. Als assoziierter Partner beteiligt sich die FENECON GmbH am Projekt.