Integration von KI in die Energieversorgung durch dezentrale Batteriesysteme

Die Integration künstlicher Intelligenz (KI) in bestehende Infrastrukturen eröffnet neue Möglichkeiten für Effizienzsteigerung und Wertschöpfung. Ein bemerkenswertes Beispiel hierfür liefert Elisa Estland, ein Telekommunikationsunternehmen, das seine ungenutzten Backup-Batterien an Mobilfunkstandorten in ein aktives Element zur Unterstützung des nationalen Stromnetzes umwandelt. Diese Initiative, die auf einer KI-Optimierungslösung basiert, adressiert sowohl ökologische als auch ökonomische Herausforderungen und bietet Einblicke in das Potenzial verteilter Energiesysteme.

Vom passiven Backup zum aktiven Netzteilnehmer

Telekommunikationsbetreiber unterhalten umfangreiche Netzwerke von Batteriesicherungssystemen an ihren Mobilfunkstandorten. Diese Batterien dienen primär dazu, die Netzverfügbarkeit bei Stromausfällen zu gewährleisten. Ein Großteil ihrer Lebensdauer verbleiben diese Investitionen jedoch ungenutzt. Elisa Estland hat diesen Ansatz durch die Implementierung der Gridle-Software von Elisa Industriq verändert.

Die Gridle-Plattform transformiert diese dezentralen Batterien von einer reinen Notfalllösung in eine Einnahmen generierende Ressource, die gleichzeitig zur Stärkung des nationalen Stromnetzes beiträgt. Die Kernkomponente dieser Implementierung ist die Nutzung der vorhandenen Batteriekapazität zur Teilnahme am Frequenzregelungsmarkt (FCR) Estlands, der vom nationalen Übertragungsnetzbetreiber Elering verwaltet wird.

KI als Steuerungselement für Netzstabilität

Die von Gridle eingesetzte KI analysiert kontinuierlich diverse Datenströme, darunter die Echtzeit-Netzfrequenz, Strom-Spotpreise und Wettervorhersagen. Basierend auf diesen Analysen trifft die KI autonome Entscheidungen darüber, wann die Batterien an einzelnen Mobilfunkstandorten geladen oder entladen werden sollen. Diese dynamische Steuerung trägt dazu bei, das Netz durch den Ausgleich von Angebot und Nachfrage in Echtzeit zu stabilisieren.

Es ist hierbei von entscheidender Bedeutung, dass die primäre Aufgabe der Batterien – die Gewährleistung der Netzverfügbarkeit – stets Vorrang hat. Die KI stellt sicher, dass jede Batterie einen ausreichenden Ladezustand beibehält, um potenzielle Stromausfälle zu überbrücken. Die Marktteilnahme wird ausgesetzt, wenn die Netzstabilität gefährdet ist.

Zweifacher Nutzen: Einnahmen und Kostensenkung

Die Gridle-Lösung bietet Elisa einen doppelten Vorteil. Erstens erschließt sie eine neue Einnahmequelle durch den Verkauf von Netzausgleichsdiensten an Elering. Dies ermöglicht es dem Betreiber, ein ansonsten ungenutztes Asset zu monetarisieren. Zweitens verbessert sie die eigene Energieresilienz und das Kostenmanagement des Betreibers.

Das System kann so programmiert werden, dass Batterien während der Nebenzeiten, wenn die Strompreise am niedrigsten sind, geladen werden. Zudem ist es möglich, Strom während der Spitzenlastzeiten wieder ins Netz einzuspeisen, eine Strategie, die als "Peak Shaving" bekannt ist. Dies reduziert die Betriebsausgaben, indem der Energieverbrauch über Hunderte verteilter Standorte optimiert wird.

Lasse Nordlund, Vice President von Elisa Industriq, betont die Vorteile: „Es ist eine Win-Win-Situation, in der wir die Resilienz unserer Mobilfunknetze verbessern und gleichzeitig die grüne Transformation durch die Unterstützung der Stabilität des Stromnetzes beschleunigen können.“

Technische Implementierung und operative Fähigkeiten

Die technische Implementierung erforderte die Integration der Gridle-Software in die bereits vorhandenen Batteriemanagementsysteme an Elisas Mobilfunkstandorten. Diese Integration ermöglicht eine granulare Steuerung jeder einzelnen Batterieeinheit. Zu den wesentlichen operativen Fähigkeiten der Plattform gehören:

• Automatisierter Netzausgleich: Echtzeit-Reaktion auf Frequenzabweichungen im nationalen Netz, Bereitstellung von Frequenzregelreserve zur Störungsbehebung (FCR-D).
• Vorausschauendes Laden: Nutzung von Spotmarktpreisprognosen zur Planung des Batterieladens zu den kostengünstigsten Zeiten.
• Intelligentes State-of-Charge (SoC)-Management: Das KI-Modell berechnet den minimal erforderlichen Ladezustand, um die Netzverfügbarkeit basierend auf der Standortkritikalität und historischen Ausfalldaten zu gewährleisten, sodass die primäre Backup-Funktion nie beeinträchtigt wird.
• Zentralisierte Überwachung und Kontrolle: Bereitstellung eines einheitlichen Dashboards für das Netzwerkoperationszentrum von Elisa zur Überwachung des gesamten verteilten Batterienetzwerks.

Ein Modell für verteilte Industrieanlagen

Diese Initiative von Elisa Estland dient als funktionierendes Modell für andere Branchen mit signifikanter verteilter Energieinfrastruktur. Sektoren wie Logistik, Rechenzentrumsmanagement und der großflächige Einzelhandel könnten ähnliche Strategien anwenden. Jedes Unternehmen, das eine Flotte von Backup-Batterien oder unterbrechungsfreien Stromversorgungen (USV) unterhält, verfügt potenziell über ein virtuelles Kraftwerk.

Die Konvergenz von industriellen Operationen mit Energiemärkten entwickelt sich zu einer tragfähigen Strategie zur Kostensenkung und Verbesserung der Nachhaltigkeitsbilanz. Andrus Kaarelson, CEO von Elisa Estland, hebt hervor: „Die Versorgungssicherheit unserer Dienste hat oberste Priorität, und wir suchen ständig nach neuen und innovativen Wegen, um sie zu gewährleisten. Gridle hilft uns, unsere Batterie-Backup-Systeme noch intelligenter zu verwalten, sodass wir immer auf mögliche Stromausfälle vorbereitet sind.“

Der Erfolg eines solchen Systems hängt maßgeblich von der Komplexität der steuernden KI und der Zuverlässigkeit der Kommunikationsverbindungen sowohl zum Energiemarkt als auch zu den Assets selbst ab. Die Herausforderung verlagert sich von der reinen Anlagenwartung hin zum aktiven Anlagenmanagement.

Zusätzliche Aspekte und Zukunftsperspektiven

• Elisa strebt an, die Kapazität des Distributed Energy Storage (DES) auf bis zu 150 MWh zu erhöhen, was es zu einem der größten Projekte dieser Art in Europa machen würde.
• Die Lösung wurde ursprünglich für Elisas eigenes Netzwerk in Finnland entwickelt und ist dort bereits im Einsatz.
• Durch die Teilnahme am Frequenzregelungsmarkt kann Elisa die Auswirkungen intermittierender erneuerbarer Energien wie Wind- und Solarenergie auf das Netz ausgleichen.
• Die Technologie ist so konzipiert, dass sie mit einer Vielzahl von Batterie- und Stromversorgungssystemen verschiedener Hersteller kompatibel ist.
• Elisa wurde Anfang 2023 mit EU-Fördermitteln in Höhe von 3,9 Millionen Euro unterstützt, um die Einführung des Dienstes zu beschleunigen.

Die Transformation ungenutzter Backup-Batterien in aktive Komponenten eines virtuellen Kraftwerks durch KI-Optimierung stellt einen bedeutenden Schritt in Richtung einer effizienteren und nachhaltigeren Energiewirtschaft dar. Diese Entwicklung ist nicht nur für die Telekommunikationsbranche von Relevanz, sondern bietet auch anderen Sektoren wertvolle Impulse für das Management ihrer verteilten Energieinfrastrukturen.

Bibliographie

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