Andrea Schießler und ihr Lebensgefährte Erich Dannenberg hätten sich das alles nicht leisten wollen oder auch nicht leisten können: Geschirrspülmaschine, Waschmaschine und Wäschetrockner vom Feinsten, nämlich High-End-Geräte von Miele, gesteuert von fremder Hand, vom Smart Operator. Im Keller des kargen Einfamilienhauses aus dem Jahr 1959 wurde eine Luft-Wasser-Wärmepumpe mit einem 300-Liter-Warmwasserspeicher von Stiebel Eltron installiert; gleich daneben steht ein Batteriespeicher von Hoppecke mit einem Arbeitsvermögen von 4,5 Kilowattstunden. In der Garage wurde eine Ladestation eingerichtet, an der ein Elektroauto von Volvo hängt, das der gelernte Automechaniker Dannenberg ein Jahr lang kostenlos testen darf. Aber darauf kommt es in diesem Fall nicht an, denn getestet wird vor allem die Funktionalität aller genannten Luxusgeräte im Zusammenspiel von Stromerzeugung und Stromverbrauch. Im Haus selbst, in 22 weiteren Haushalten mit intelligenten Geräten und PV-Anlagen und schließlich in insgesamt 115 Häusern und Wohnungen in der Wertachau, einem Ortsteil der Stadt Schwabmünchen, unweit von Ulm, wo das Smart-Operator-Projekt im Jahr 2012 begonnen hat und Ende des nächsten Jahres abgeschlossen wird.
 
Eine gewisse Vorleistung für die Netzvordenker von LEW und RWE brachte Dannenberg schon im Jahr 2011, da ließ er sich eine PV-Anlage mit 10 kW Leistung auf das spitze Dach schrauben, durchschnittlich 50 Prozent des erzeugten Solarstroms wurden im Haus selbst verbraucht. „Durch den Batteriespeicher sind es jetzt an die 80 Prozent“, freut sich Dannenberg, und Andrea Schießler ist höchst zufrieden mit der Fremdsteuerung der Haushaltsgeräte: „Ich habe keinerlei Einschränkungen dadurch und sehe nur Vorteile durch günstigere Stromkosten.“

Wer nicht allzusehr an Gewohnheiten hängt, der hat auch ausreichend Spielräume für den Betrieb der Weißen Ware: Es wird ein Zeitfenster von vier Stunden eingegeben, in dem der Smart Operator den Startknopf drücken darf, auf dem Display der Maschine steht „smart grid ready“. Und wenn Not am Mann ist, wird einfach manuell auf Ein geschaltet. Die unterschiedlichen Zeiten gelten genauso für das Tanken der Elektroautos oder den Betrieb der Wärmepumpen. Wer alles smart machen lässt, bekommt beim Strompreis einen Bonus, wer aus der Reihe tanzen will, erhält jedenfalls keinen Malus.
 
„Smart Operator – das intelligente Netz der Zukunft“, so ist das Projekt in der Siedlung Wertachau überschrieben, zuständig dafür sind Frank Kreidenweis, der stellvertretende Projektleiter bei LEW, und Stefan Willing, Leiter des gesamten Smart-Operator-Geschehens bei der RWE Deutschland AG.

Anfang Oktober präsentierten die beiden Netzoptimierer Zwischenergebnisse, die eigentlich am Ende dieses Jahres hätten Endergebnisse sein sollen. Kreidenweis: „Wir hatten einen straffen Zeitplan und mussten uns letztlich eingestehen, dass wir noch ein Jahr brauchen, um wirklich Aufschluss darüber zu bekommen, was ein Smart Grid am Ende bringt und welche Komponenten darin die interessantesten sind. Das Vernetzen war die größte Herausforderung, denn man kann nicht einfach einen Katalog aufmachen und sagen, ich suche mir die notwendigen Geräte heraus und baue mir damit ein intelligentes Netz.“

Der Smart Operator verarbeitet pro Minute 200 Messsignale

Zentraler Baustein für das smarte Geschehen ist eben der Smart Operator. Er muss dafür sorgen, dass sich Erzeugung und Verbrauch die Waage halten, dass 230 Volt plus/minus zehn Prozent gewährleistet sind und darüber hinaus: bloß nicht schwanken.

Der Smart Operator kann insgesamt eine Kapazität von 315 Kilowattstunden pro Tag ansteuern, davon 165 pro Tag in den 23 Haushalten. Dies entspricht etwa einem Viertel der Energie, die die Photovoltaikanlagen in der Wertachau an einem Sommertag durchschnittlich erzeugen. Für die Prognose von Erzeugung und Verbrauch im Netz greift das System außerdem auf Wetterdaten zu. Im Schnitt verarbeitet der Smart Operator pro Minute rund 200 Messsignale aus dem Netz und gibt 30 Steuersignale an Bausteine aus. Und Willing ist zufrieden mit der Zwischenbilanz: „Der Smart Operator läuft sehr stabil und zuverlässig, wir haben ganz wenige Unterbrechungszeiten, er arbeitet wirklich autark ohne Eingriffe von außen.“

Der RWE-Projektleiter erläutert anhand vieler Grafiken die Lastflüsse eines Tages, was um 8, 12, 16, 20 Uhr und nachts passiert, wie eine Steuerbox in der Ortsnetzstation über einen selbstlernenden Algorithmus das Netz autonom ausbalanciert und der Smart Operator anhand der Leistungsflüsse im Netz dann entscheidet, was zu passieren hat: Die Batterien im Haus oder den zentralen Batteriespeicher leeren oder füllen; hier die Waschmaschine anwerfen und dort den Geschirrspüler; hier die Wärmepumpe laufen lassen und da den Wäschetrockner – und die Ladeboxen für die E-Mobility nicht vergessen.
 
Das auf der untersten Netzebene zu steuern, „ist in Deutschland ziemlich einzigartig“, glaubt Willing. Die verbleibenden 14 Monate des Projektes sollen für noch tiefer gehende Analysen für die Netzplanung genutzt werden. Willing: „Bislang haben wir, was Lastverläufe und Verbräuche der Haushalte anbelangt, noch nicht ausreichend umfangreiche Informationen aus unserem Ortsnetz, da sammeln wir durch die Smart Meter aber immer mehr, was sich dann für eine verbesserte Netzplanung nutzen lässt.“ Ein weiterer Baustein, den sich LEW/RWE noch genauer anschauen wollen: Was bringt eigentlich mehr, was kostet mehr oder weniger - einen zentralen Batteriespeicher bauen oder Haushalte mit ihren Gerätschaften so zu regeln wie in Wertachau? „Solche Erkenntnisse fließen dann bei RWE zukünftig in die Planungs- und Betriebsgrundsätze von intelligenten Netzen ein“, so Willing.

Acht Millionen Euro kosten die Projekte

Auf dem Weg, aber noch nicht völlig ausgereift wegen der Schnittstellenproblematik, seien verschiedene Apps für die Kommunikation mit den Haushaltsgeräten, mit der PV-Anlage und mit Batterien. „Damit wollen wir mehr Transparenz in die Haushalte bringen und die Energieberatung verbessern“, so Willings Ziel.

Acht Millionen Euro steckt RWE in drei laufende Smart-Operator-Projekte, wobei das in Wertachau das aufwendigste ist. Wodurch soll das Geld zurückfließen?
Einmal dadurch, was Willing als wichtiges Zwischenergebnis für Wertachau nennt: „Etwa 30 Prozent des überschüssigen Solarstroms werden durch Speicherung und Lastverschiebung vor Ort genutzt und nicht mehr abtransportiert. Die Aufnahmekapazität für zusätzliche regenerative Anlagen im Ortsnetz steigt.“
Mit anderen Worten: Netze von RWE und Töchtern wie LEW müssen eventuell nicht ausgebaut werden beziehungsweise die Kosten für den Ausbau lassen sich reduzieren.

Was Willing auch sagt: „Die gewonnenen Erkenntnisse liefern einen wertvollen Beitrag für die zukünftige Ausgestaltung der Verteilnetze und bieten darüber hinaus vermarktbare Netzlösungen.“ Mit anderen Worten: RWE bietet sich als Dienstleister und Problemlöser für andere Netzbetreiber an. Was traut sich Willing heute schon zu aufgrund des Modells Wertachau: Millionen schlaue Geräte und willige Hausbesitzer vernetzen?

„Theoretisch ja“, sagt er, „wir haben die Technik dafür, allerdings können wir nicht so wie jetzt für jedes Gerät Prototyp-Schnittstellen entwickeln, da brauchen wir natürlich Standards.“

Kreidenweis dann noch zum Grundsätzlichen: „Die Netze der Zukunft werden nicht mehr so sein wie heute. Wenn wir die Energiewende in Deutschland machen wollen, dann müssen wir das so organisieren, dass die Last der Erzeugung folgt.“

Geld verdienen hin, Geld verdienen her.

Das Smart-Operator-Projekt Wertachau

 
Im Mai 2012 wurde mit dem Projekt begonnen, es hat eine Laufzeit bis zum Ende des Jahres 2016. Der Smart Operator als Kernstück für die intelligente Vernetzung von Ein- und Ausspeisepunkten wurde im Juli 2014 installiert; er steuert Stromflüsse in 115 teilnehmenden Haushalten.

Die Ausgangssituation im Ortsnetz

• 125 Hausanschlüsse
• 23 Photovoltaikanlagen
• Ein abgeschlossenes Ortsnetz mit einer Ortsnetzstation und drei Stromkreisen

Die installierte Infrastruktur im Netz

• 40 km Glasfaserkabel
• Der Smart Operator als zentrale Steuereinheit
• Ein regelbarer Ortsnetztransformator
• Eine Wetterstation
• Ein zentraler Batteriespeicher (150 kWh)
• Eine öffentliche Ladesäule für Elektroautos

Die Bausteine in den Haushalten

• 160 intelligente Stromzähler
• In 23 Haushalten sind Home Energy Controller (HEC) und intelligente Hausgeräte installiert: 16 Waschmaschinen und 16 Wäschetrockner; acht Spülmaschinen; drei Wärmepumpen für Heizung und zwei Wärmepumpen für Warmwasser; fünf Batteriespeicher; zwei Photovoltaikanlagen mit Speicher; drei E-Mobility-Ladeboxen

Die Elektromobilität im Projekt

• Zwei Elektrofahrzeuge Renault Zoe im Car Sharing
• Drei Elektrofahrzeuge in der Projektzeit einzelnen Haushalten zugeordnet

Partner in dem Projekt sind die RWTH Aachen, die niederländische Universität Twente sowie Unternehmen wie PSI, Hoppecke, Maschinenfabrik Rheinhausen, Horlemann und Stiebel Eltron.