Energy: Wir entwickeln die e-diale Energieversorgung

In Studien und mit seinen Task Forces untersucht der VDE Auswirkungen der Energiewende, identifiziert Herausforderungen und Handlungsbedarf und gibt Empfehlungen für die lang- und kurzfristige Weiterentwicklung von Technik und Ordnungsrahmen. Dabei stehen vor allem auch Systemfragen im Fokus.

VDE Anwendungsregeln machen neue Konzepte und innovative Technologien für den Netzbetrieb alltagstauglich: Anschlussbedingungen geben aus Systemsicht den technischen Rahmen für die Energiewende vor. Im Fokus steht dabei die sichere Weiterentwicklung des Gesamtsystems hin zu 80 Prozent Erneuerbare Energien. Dabei sollen Nachrüstungen weitestgehend vermieden werden. Die Herausforderung dabei: Mit allen Fachkreisen müssen vorausschauend die Anforderungen konkretisiert werden und Planungs- und Investitionssicherheit geschaffen werden.

In der nationalen, europäischen und internationalen Normung entwickeln Experten Konzepte für aktuelle und künftige Technologien, etwa für die Integration von Elektromobilität und Smart Grids oder der neuen Rolle von Stromspeichern als System. Herausforderung dabei: Die deutschen Lösungen – die zum Teil vor dem Hintergrund anspruchsvoller energiepolitischer Ziele entstehen – in die europäische Normung einzubringen. Diese Transferaufgabe ist ein wichtiger Baustein für die internationale Wettbewerbsfähigkeit der hier entwickelten Technologien und Produkte.

In Studien untersucht der VDE unter anderem Potenziale und Konzepte zur Hebung von Flexibilitätsoptionen sowie Auswirkungen und Grenzen für den sicheren Betrieb mit IKT. Um den  hohen Grad der Versorgungssicherheit aufrechtzuhalten, bleibt der sichere Systembetrieb auch mit dem vermehrten Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien oberstes Ziel. VDE FNN stellt dazu vorausschauend Anforderungen für den sicheren Systembetrieb auf und leitet Handlungsbedarfe ab.

Durch VDE Anwendungsregeln, Normen und Hinweisen werden neue Konzepte und innovative Technologien für den Stromnetzbetrieb alltagstauglich gemacht, zum Beispiel zu digitalen Schutzsystemen, regelbaren Ortsnetzstationen, zur netzdienlichen Steuerung von Erzeugungs- und Verbrauchsanlagen und durch die Festlegungen für interoperable und austauschbare Messsystemkomponenten. Softwareunabhängige Datenmodelle gewährleisten das sichere Zusammenspiel unterschiedlicher Komponenten: vom Elektromobil bis zur PV-Anlage, vom Smart Grid bis in das Smart Home.

Das VDE Institut prüft und zertifiziert unter anderem Smart-Home-Systeme.

Neue Ansätze und Netzkonzepte unter anderem zur Übertragungstechnologie, Schutz- und Automatisierungstechnik und Anwendung von Gleichstrom in Verteilnetzen untersucht der VDE in aktuellen Studien und in seinen Task Forces.

Neue Konzepte und innovative Technologien werden durch VDE Anwendungsregeln zum Beispiel für den Netzbetrieb alltagstauglich und zukunftssicher gemacht. Anschlussbedingungen spannen aus Systemsicht den technischen Rahmen für die Energiewende auf.

Die Weiterentwicklung der Normen und speziell das Einbringen von in Deutschland entwickelten Lösungen in die internationale Normung ist ein wichtiger Baustein für die Wettbewerbsfähigkeit und Zukunftssicherheit der hier entwickelten Technologien und Produkte. Die VDE Ergebnisse bilden die Grundlage für weltweit einsetzbare Lösungen aus Deutschland, zum Beispiel sichern international anerkannte Architekturmodelle Interoperabilität.

Der VDE steht für Sicherheit und Qualität von elektrotechnischen Anwendungen, prüft und zertifiziert Produkte und Anwendungen, wie PV-Anlagen. Daneben bietet das VDE Institut alle wichtigen Prüfungen und Zertifizierungen rund um die Netzkonformität an und bestätigt das Technische Sicherheitsmanagement (TSM).

Durch die Zusammenarbeit von Wissenschaft, Herstellern und Anwendern im VDE wird die Weiterentwicklung mit Blick auf das Gesamtsystem gezielt vorangetrieben. Der VDE ist Impulsgeber für Politik und Ordnungsrahmen.

In Studien und in seinen Task Forces untersucht der VDE unter anderem die Aufgaben und den Bedarf unterschiedlicher Flexibilitätsoptionen wie Speicher, flexible Kraftwerke und Netzausbau, Erzeugungs- und Verbrauchsmanagement. Der VDE vergleicht Speichertechnologien sowie Konzepte für deren Integration in den Strommarkt, zum Beispiel im Rahmen regionaler Flexibilitätsmärkte.

Durch FNN Hinweise werden Anschlusskonzepte und Rollen für Stromspeicher festgelegt und deren netzbetriebliche Verwendung ermöglicht.

Das Einbringen von in Deutschland entwickelten Lösungen in die Normung, zum Beispiel für Speichertechnologien, und deren Integration als Systemkomponente im Stromnetz, ist zukunftsweisend.

Der VDE prüft und zertifiziert verschiedenste Batteriespeicher in seinem hochmodernen Batterieprüfzentrum und VDE Renewables bietet ESS-Dienstleistungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette an.

Der VDE untersucht in Studien und in seinen Task Forces unter anderem die Marktintegration erneuerbarer Energien sowie Konzepte und Grenzen für den sicheren Betrieb des Stromnetzes mit Informations- und Kommunikationstechnologie.

In VDE Anwendungsregeln und Hinweisen werden Anforderungen an Schutz- und Leittechnik spezifiziert, Einflüsse auf die Spannungsqualität und negative Rückwirkungen durch Verbrauchsgeräte identifiziert und Gegenmaßnahmen erarbeitet.

Die jährlich erhobene Störungs- und Verfügbarkeitsstatistik ermöglicht eine repräsentative Auswertung der Entwicklungen auch über lange Zeiträume.

Normen und Standards machen alltägliche Produkte sicherer. Das zeigt sich zum Beispiel bei Hausinstallationen und Hausgeräten: Hier ist heute selbstverständlich, dass selbst Kinder elektrotechnische Produkte sicher verwenden können.

Das VDE Institut prüft Sicherheit und Qualität elektrotechnische Anwendungen und zertifiziert Produkte und Anwendungen, etwa Haushaltsgeräte, Spielzeuge und Kabel. Daneben bestätigen die VDE Experten das Technische Sicherheitsmanagement (TSM). Zudem unterstützt das VDE Institut Unternehmen dabei, das AuS-Gütesiegel zu erlangen, das für höchste Qualität in der Ausbildung und Arbeitssicherheit bei Arbeiten unter Spannung steht.

Der VDE untersucht in Studien und in seinen Task Forces unter anderem neue Ansätze für die Integration erneuerbarer Energien, Möglichkeiten und Weiterentwicklungsbedarf für den sicheren Systembetrieb mit dezentralen und konventionellen Erzeugungsanlagen.

Durch VDE Anwendungsregeln werden die Anforderungen an Erzeugungsanlagen vorausschauend festgelegt, damit auch die vielen kleinen Anlagen netzdienlich und langfristig sowie systemstützend wirken.

Aktuelle Lösungen und langfristige Strategien, zum Beispiel zu Speichersystemen, Inselnetzen und vielem mehr werden national und international in der Normung erarbeitet.

Der VDE prüft und zertifiziert zum Beispiel PV-Anlagen auf elektrische und technische Sicherheit und ermöglicht damit eine Bewertung der Anlagen für Investoren.

In Studien beschäftigt sich der VDE unter anderem mit der Effizienzsteigerung durch Spartenintegration, Ansätzen für die energetische Optimierung des Bahnverkehrs, der Effizienz- und Einsparpotentiale elektrischer Energie in Deutschland bis 2025 sowie der Hebung von Ennergieefizienz-Potenzialen durch Smart Living.

Durch Standardisierung und konkrete Produkt- und Testanforderungen ermöglicht der VDE die fachkundige Prüfung und Beurteilung elektrotechnischer Erzeugnisse.

Die VDE DKE Normungs-Roadmap „Elektrische Energieeffizienz“ veranschaulicht, wie eindrucksvoll die erzielten Ergebnisse im Bereich Energieeffizienz sind: Der durchschnittliche Energieverbrauch von Elektrogeräten, wie Kühl- oder Gefrierschränken, Geschirrspülern oder Waschmaschinen, hat sich massiv verringert: in den vergangenen zwanzig Jahren um über 30 Prozent. Dies entspricht einer Energieersparnis von zehn Terawattstunden pro Jahr in Europa oder der Jahresenergie eines größeren Atomkraftwerks.

Das VDE Institut führt Energieaudits und Messungen zu Energieverbräuchen und Wirkungsgraden durch.

Der VDE untersucht in Studien und in seinen Task Forces unter anderem Auswirkungen und Grenzen für den sicheren Betrieb mit IKT, formuliert geeignete Sicherheitsanforderungen und neue Konzepte für Schutzmaßnahmen zur Absicherung der Energieinfrastruktur und der Kommunikation im Smart Grid.

Netzbetreiber sind zum Schutz der relevanten Anwendungen, Systeme und Komponenten für einen sicheren Netzbetrieb dazu verpflichtet, ein Informationssicherheits-Managementsystem (ISMS) einzuführen und zu zertifizieren. VDE FNN ordnet in dem Hinweis Informationssicherheit in der Energieversorgung relevante gesetzliche Regelungen ein und gibt Hinweise, wie sich ein ISMS einführen lässt und wie sicherheitsrelevante Vorfälle zu melden sind.

Mit seinen auch international aktiven Experten treibt der VDE die Entwicklung von Normen und Standards für die hard- und software technische Regelung des Energiesystems voran. Auch für die IT-unterstützte Abwicklung von Marktprozessen werden Lösungen aus Deutschland eingebracht.

Der VDE untersucht in Studien und in seinen Task Forces, wie sich die heute verwendeten Energieträger – allen voran fossile Brennstoffe – durch Strom, Wärme und Gas ersetzen lassen. Dazu gehören auch neue Ansätze und Konzepte für die Energieversorgung sowie Anwendungsfelder für unterschiedliche Wandlungs- und Speichertechnologien.

VDE Anwendungsregeln und -Hinweise legen Anschlusskonzepte für Stromspeicher fest und ermöglichen deren netzbetriebliche Verwendung.

Normen bilden bereits heute die Trends von Morgen ab: So sichern zum Beispiel hochflexible Datenmodelle die Interoperabilität.

So wurde für den Antriebsstrang von Elektroautos, Leistungselektronik und Elektromotoren in kleinste Baugrößen und robuste Lösungen zusammengefasst. Weitere Beispiele geben Klein- und Mikroantriebe, die heute vielfach bei modernen Aktoren in Regelsystemen Verwendung finden. Baugröße, Gewicht, Materialverbrauch, Wirkungsgrad und Störabgabe werden dabei stetig verbessert.

Durch VDE Anwendungsregeln werden Anforderungen, zum Beispiel für den Vogelschutz (Kollisionsschutz und Schutz gegen Stromunfälle), an Freileitungen festgelegt. Zudem erhalten Anwender durch Hinweise Unterstützung dabei, wie sich elektrische und magnetische Felder minimieren lassen.

Das VDE Institut prüft auf gesundheitsgefährdende Stoffe (PAK), prüft die RoHS-Konformität und bewertet die Einhaltung der WEEE- und REACH-Richtlinien.

Auch in der Normung spielt die Themen Umwelt und Naturschutz eine wichtige Rolle: So kümmert sich ein eigenes Gremium um die Umweltschutz und Nachhaltigkeit bei Produkten in der Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik.

Herausforderung dabei: Viele Themen, die den grenzüberschreitenden Stromaustausch betreffen, hängen auch vom jeweils unterschiedlichen nationalen Ordnungsrahmen und den konkreten energiepolitischen Zielen ab. Mit Blick auf die Energiewende gilt: Ein sicherer Netzbetrieb mit einem Anteil von 80 Prozent Erneuerbaren ist mit dem europäischen Minimalkonsens an Anforderungen nicht möglich. Es muss also sorgfältig abgewogen werden, wo nationaler Spielraum für den sicheren und effizienten Betrieb im entsprechenden energiepolitischen Rahmen notwendig ist und wo europaweit gemeinsame Normen sinnvoll sind.

Der VDE ist dabei auf zwei Feldern aktiv:

• Im Auftrag des BMWi setzt der VDE die europäischen Vorschriften durch VDE Anwendungsregeln in nationales Regelwerk um und konkretisiert diese. Die Herausforderungen dabei: Mit allen Fachkreisen müssen die Ziele der Energiewende und des grenzüberschreitenden Stromhandels als Regeln konkretisiert werden. Was konkret in Deutschland zwischen der Umsetzung der Energiewende im Netz und bei den angeschlossenen Anlagen erforderlich ist, wurde in umfangreichen Studien untersucht. Die Ergebnisse fließen in die VDE Anwendungsregeln ein.
• Im Rahmen der europäischen Normung werden konkrete Auswirkungen der europäischen Vorschriften auf die Normung bestimmt und Aktualisierungen angestoßen. Herausforderung dabei: Die deutschen Lösungen – die zum Teil vor dem Hintergrund anspruchsvoller energiepolitischer Ziele entstehen – in die europäische Normung einzubringen. Diese Transferaufgabe ist ein wichtiger Baustein für die internationale Wettbewerbsfähigkeit der hier entwickelten Technologien und Produkte.