Inspiriert durch Stromausfälle, die nach dem Hurrikan Sandy Millionen Menschen ohne Strom zurückließen, hat ein Team von Ingenieuren der University of California San Diego (UC San Diego) nach einer Lösung gesucht, die es Nachbarn ermöglichen würde, bei Stromausfällen den aus ihren erneuerbaren Energiequellen bezogenen Strom zu teilen. Das haben sie jetzt entwickelte Algorithmen Das wird es den Nachbarn ermöglichen, genau das zu tun.

Normalerweise kann ein Hausbesitzer bei Stromausfällen nicht auf den von Solarmodulen erzeugten Strom zurückgreifen. Dies erscheint kontraintuitiv, da Solarenergie eine erneuerbare Energiequelle ist, die Einschränkung ergibt sich jedoch aus Sicherheitsgründen. Häuser sind auch bei Stromausfällen an das Stromnetz angeschlossen, was bedeutet, dass Geräte, die die Solarmodule steuern, sogenannte Solarwechselrichter, bei Stromausfällen ebenfalls ausgeschaltet werden. Solange das Haus also an das Stromnetz angeschlossen ist, kann ein Hausbesitzer nicht auf den von Solarpaneelen erzeugten Strom zurückgreifen.

Die Forscher der UC San Diego haben jedoch einen Weg gefunden, das Problem zu umgehen. Sie haben Algorithmen entwickelt, die Solarwechselrichter bei Stromausfällen mithilfe fernsteuerbarer Leistungsschalter vom Netz trennen und es Hausbesitzern ermöglichen, Strom aus Solarmodulen zu beziehen, um ihn zu nutzen oder mit anderen im selben Mikronetz zu teilen. Die Algorithmen verfolgen Wettervorhersagen, wie viel Energiespeicher verfügbar ist und wie viel Energie Haushalte voraussichtlich verbrauchen werden.

Die Algorithmen arbeiten mit vorhandener Technologie und könnten so programmiert werden, dass sie bestimmte Prioritäten berücksichtigen, einschließlich der Bevorzugung von Kunden mit lebenserhaltenden Geräten, Kunden, die mehr Energie erzeugen als sie verbrauchen, und Kunden, die bereit sind, mehr für den Service zu zahlen.

Die Forscher gehen davon aus, dass ihre Algorithmen die Zuverlässigkeit von Energiespeichersystemen für Privathaushalte um 25 bis 35 Prozent erhöhen würden.

Ausfälle verursachen hohe Kosten für die Wirtschaft. Beispielsweise werden die wirtschaftlichen Verluste durch den Stromausfall im Nordosten 2003 nach von den USA veröffentlichten Zahlen auf 6 Milliarden US-Dollar geschätzt Department of Energy.

Ausfälle werden durch viele Faktoren verursacht, aber bis zu 70 Prozent der Ausfälle in den USA werden auf Unwetter und Naturkatastrophen zurückgeführt.

„Es ist der perfekte Zeitpunkt, sich mit diesem Problem zu befassen, angesichts all der Naturkatastrophen, die sich um uns herum ereignen, wie Hurrikane, Waldbrände und Erdbeben“, sagte er Abdulelah H. Habib, ein Doktorand in der Labor zur Bewertung und Prognose solarer Ressourcen an der UC San Diego und Erstautor der Arbeit.

Diese Idee ist kostengünstig und einfach umzusetzen, um die Zuverlässigkeit unseres Stromnetzsystems zu verbessern.

Bei ihrer Untersuchung stellten die Forscher fest, dass der Einsatz einzelner Energiespeichersysteme hinsichtlich der Leistung am besten ist, die meisten Kunden jedoch ein kostengünstigeres Speichersystem im Gemeinschaftsmaßstab bevorzugen würden.

„Häuser, die miteinander verbunden sind, sind bei Ausfällen viel widerstandsfähiger“, sagte Raymond de Callafon, Professor für Maschinenbau an der UC San Diego und einer der leitenden Autoren der Studie in einer Erklärung,. „Außerdem sind sie widerstandsfähiger gegenüber Preisschwankungen. Sie können Ressourcen viel besser teilen, und das kommt jedem Haus zugute.“

Damit ihre Technologie funktioniert, müssen die teilnehmenden Häuser über fernsteuerbare Leistungsschalter und Solarwechselrichter verfügen, die sich mit anderen innerhalb eines bestimmten Clusters verbinden lassen. Versorgungsunternehmen müssten außerdem ein System installieren, das es den Häusern innerhalb eines Clusters ermöglicht, miteinander zu kommunizieren.

Die Implementierung der Technologie würde auch eine Änderung der Vorschriften im ganzen Land erfordern. Derzeit verbieten bestehende Vorschriften in den meisten Bundesstaaten Hausbesitzern, Strom an andere Hausbesitzer zu verkaufen.

„Durch die Veröffentlichung unserer Ergebnisse und die Präsentation unserer Arbeit auf Konferenzen und in nationalen Laboren hoffen wir, das Bewusstsein für dieses Problem und unsere Lösung zu schärfen“, sagte Habib.

Die Forscher suchen derzeit „nach Versorgungsunternehmen und nationalen Laboren, um den Code zu überprüfen und die erforderlichen Tests durchzuführen, um das Konzept zu prüfen und das Produkt zu validieren“, so Habib.