Im Projekt Quartierstrom, das vom Bundesamt für Energie als Leuchtturmprojekt gefördert wurde, haben Partner aus Forschung und Industrie einen blockchainbasierten Strommarkt entwickelt und in Walenstadt implementiert. Der einjährige Feldversuch ist im Januar 2020 erfolgreich abgeschlossen worden.

Der Schlussbericht des Projektes wurde nun vom BfE veröffentlicht.

SCS hat sich im Rahmen dieses Projektes in drei Kernthemen engagiert:

Datenschutz

Im Quartierstrom-Projekt wird der Stromverbrauch jedes einzelnen Haushalts im Viertelstundentakt erhoben. So kann das System den aktuell verbrauchten Strom via Blockchain auf dem dezentralen Markt einkaufen.

Die Werte zum Stromverbrauch sind aber schützenswerte Personendaten. Solch ein Lastgang lässt gewisse Rückschlüsse auf einen Haushalt und dessen Bewohner zu. Eine Ferienabwesenheit, der Tagesrhythmus und auch Gewohnheiten sind leicht zu erkennen: Wie oft kochen Sie? Benutzen Sie heute nur die Mikrowelle? Wie lange schlafen Sie? Wenn in der Garage ein Elektromobil steht, verrät der Lastgang nicht nur, wann jemand nach Hause kommt, sondern auch wie weit die Person an diesem Tag etwa gefahren ist.

In der herkömmlichen Stromversorgung kann der Elektrizitätsversorger diese Daten einsehen. Anders in der Blockchain. Denn ein Grundpfeiler dieser Technologie ist, dass alle Transaktionen von allen Teilnehmern validiert werden können. Die Teilnehmenden erscheinen zwar nicht mit Namen und Adresse auf der Blockchain, sondern mit einer Nummer. Dieser sogenannte «Public Key» kann nur indirekt mit dem tatsächlichen Verbraucher in Verbindung gesetzt werden, bietet aber nur einen geringen Schutz.

SCS hat Konzepte erarbeitet und ein Paper publiziert, wie diese privaten Daten mit modernsten kryptografischen Methoden geschützt werden können. Diese erlauben es, dass die Verbrauchswerte und Gebote zwar transparent sind, die Identität und das Verhaltensprofil der Bietenden aber verdeckt bleiben.

Ausserhalb von Quartierstrom hat SCS an diesem Thema weitergearbeitet: Siehe Ein TEE für Polkadot und SCS gewinnt Auszeichnung der Energy Web Foundation Innovation Challenge

Dynamischer, Spannungsabhängiger Netztarif

Speisen mehrere Solarstromanlagen gleichzeitig Strom ins Netz, können im Verteilnetz unerwünschte Lastspitzen entstehen. Findet zudem ein P2P Handel mit Energie ohne Berücksichtigung des Netzzustandes statt, kann dies die Netzstabilität zusätzlich gefährden. Um die intelligente Einbindung von Regelkapazitäten sowie Stromspeicher attraktiver zu machen, hat Supercomputing Systems eine Lösung entwickelt, mit der die Netzentgelte dynamisch gestaltet werden könnten. SCS hat diese Lösung mit einem Paper an der CIRED 2019 vorgestellt.

Liegt die Spannung über dem definierten Band, ist ein lokales Überangebot an Energie vorhanden und das Netzentgelt könnte kurzzeitig stark gesenkt werden, um die Einspeisung in Batterien und die Zuschaltung von flexiblen Lasten attraktiver zu machen. Liegt die Spannung unter dem Soll-Band würde die Netznutzungsgebühr steigen. Um das Solidaritätsprinzip aufrechtzuerhalten, gelten an jedem Messpunkt nur immer für 5% des Tages erhöhte und während 5% des Tages tiefere Gebühren. So werden alle gleich behandelt und trotzdem wird netzdienliches Verhalten so gut belohnt, dass sich Investitionen in die Flexibilisierung rechnen.

Evaluation von Blockchain Plattformen

In einem jungen Bereich wie der Blockchain Technologie überschlagen sich die Ereignisse und es ist anspruchsvoll, den Überblick über die besten Konzepte und die einsatztauglichsten Implementationen zu behalten. SCS hat die wichtigsten Plattformen, welche ohne energiehungriges Mining auskommen, bezüglich ihres Reifegrades evaluiert. Untersucht wurden neben der für dieses Projekt gewählten Tendermint Technologie die Plattformen Ethereum PoA, Corda, Hyperledger, Cardano, EOS, IOTA, Nano, Energy Web. Resultate können dem Schlussbericht entnommen werden. Für aktuelle Informationen wenden Sie sich an uns!

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    Die Energy Web Foundation setzt sich ein für die Dezentralisierung und Digitalisierung der Energiebranche und betreibt eine Konsortium-Blockchain mit einer eindrücklichen Beteiligung vieler namhafter Konzerne. Mit ihrer Privacy-Technologie für Blockchains SubstraTEE gewinnt die SCS die Innovation Challenge der EWF mit ihrem Vorschlag, SubstraTEE für die EW chain zu portieren, damit datenschutzkonforme Lösungen im Energiebereich dezentral umgesetzt werden können.

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      Der Swisseldex Datahub für die Energiebranche ist im April in den operativen Betrieb gegangen. Nach umfangreicher Entwicklung und ausführlichem Testing steht die Datendrehscheibe mit dem Funktionumfang „Mini“ den Aktionären und weiteren Kommunikationspartnern zur Verfügung. Die Datenkommunikation wird nun schrittweise ausgebaut. Die Migration des Messpunkteregisters ist anschliessend ab Juli geplant.

      Die Swisseldex AG ist ein Zusammenschluss von Schweizer Verteilnetzbetreibern und Initiatorin der Branchenlösung. Weitere Informationen sind unter Swisseldex.ch verfügbar.

      SCS entwickelt als unabhängige Partnerin den Datahub für die Firma Swisseldex AG seit nun bald zwei Jahren. Der Betrieb inklusive Support- und Pikettorganisation wird ebenfalls durch SCS sichergestellt.

       

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        Zusammen mit unserem Kunden, der Web3 Stiftung in Zug, haben wir einen Blog veröffentlicht über unsere Trusted Off-Chain Computing Plattform SubstraTEE, welche Vertraulichkeit, Skalierbarkeit und Interoperabilität von Blockchain Lösungen verbessert:

        Have a TEE with Polkadot (nur englisch)

        Mehr technische Infos und eine Demo mit privaten Transaktionen von Tokens gibts im Mitschnitt unseres kürzlichen Meetups (englisch):

        Dieses Projekt ist open source und der Code ist erhältlich bei GitHub, Dokumentation unter www.substratee.com

         
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          Wir haben uns an den Umstand gewöhnt, dass wir unseren IT-Administratoren vertrauen müssen. Waren dies früher noch Angestellte im gleichen Betrieb, sind dies heute oft eingekaufte Cloud-Plattformen oder vielleicht bald dezentrale Systeme wie Blockchains.

          Administratoren können sämtliche Daten lesen und verändern, die auf einer von ihnen verwalteten Maschine verarbeitet werden. Leider gilt dies nicht nur für die Administratoren unseres Vertrauens, sondern auch für Hacker, welche sich Administrator-Privilegien verschaffen können. Vor solchen Angriffen ist kein noch so qualifizierter Betrieb gefeit.

          Trusted Execution Environments (TEEs) schaffen hier Abhilfe. Ein TEE ist vereinfacht als Prozessor-im-Prozessor zu verstehen, welcher eigene Schlüssel verwalten kann und nur Programme ausführt, deren Fingerabdruck unverändert dem Original entspricht. Die Garantie hierfür übernimmt der Hersteller des Prozessors, welcher in Hardware sicherstellt, dass niemand Zugriff auf die internen Schlüssel des TEE erhält und auch nicht dessen Arbeitsspeicher auslesen kann. Jedes TEE ist für den Hersteller eindeutig authentifizierbar, wodurch jeder Benutzer sicherstellen kann, dass sein Programm wirklich auf einem TEE läuft – auch wenn sich die Maschine physisch in einem entfernten Datencenter befindet.

          Einer von vielen Anwendungsfällen für TEEs ist e-Ticketing mit Schutz der Privatsphäre: Heute existieren verschiedene «check-in» Apps, bei welchen Betreiber das Bewegungsprofil der Passagiere auswerten, um ein angemessenes Ticket zu verrechnen. Dank TEEs könnte ein solcher Dienst angeboten werden, nachweislich ohne das Bewegungsprofil der Passagiere für irgendjemanden ausser dem Passagier sichtbar zu machen. Die App der Reisenden würde das Bewegungsprofil in verschlüsselter Form an das TEE schicken. Dort würde der Ticketpreis innerhalb der geschützten Enklave errechnet und dem Zahlungsprozess übergeben. Um das Vertrauen der Passagiere zu gewinnen sollte der Betreiber den Code, welcher im TEE ausgeführt wird, für externe oder sogar öffentliche Auditierung offenlegen.

          Supercomputing Systems hat kürzlich ein Trusted Execution Projekt  für Datenschutz auf Blockchains erfolgreich abgeschlossen: substraTEE

           
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            Kontaktieren Sie Alain Brenzikofer

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            Alain Brenzikofer ist Projektleiter beim Schweizer IT-Enwicklungsdienstleister SCS. Schon seit 2011 verfolgt er die Entwicklungen in der Blockchain-Technologie. Diese setzt er auch für SCS ein, entwickelte etwa «Decentralized Applications» und verfasste ein Whitepaper zum Thema «Decentralized Trusted Timestamping». Brenzikofer verfügt über ein Studium in Informationstechnologie und Elektrotechnik der ETH Zürich.

            Der folgende Artikel erschien am 26.1.2018 bei influence.ch:

            Alain Brenzikofer ist Projektleiter beim Schweizer IT-Enwicklungsdienstleister SCS. Schon seit 2011 verfolgt er die Entwicklungen in der Blockchain-Technologie. Diese setzt er auch für SCS ein, entwickelte etwa «Decentralized Applications» und verfasste ein Whitepaper zum Thema «Decentralized Trusted Timestamping». Brenzikofer verfügt über ein Studium in Informationstechnologie und Elektrotechnik der ETH Zürich.

            Mit dem Bitcoin-Hype rückte auch der Energieverbrauch dieser Krypto-Währung in den Fokus. Können Sie uns erklären, warum bei höherem Bitcoin-Kurs weltweit auch mehr Energie verbraucht wird?
            Alain Brenzikofer: Bitcoins entstehen nicht einfach so, sie werden geschürft. Das Wort ist bewusst aus der Bergbau-Sprache entlehnt. Wer nämlich Bitcoins finden will, muss beweisen, dass er dafür Energie einsetzt. Dazu muss er mit Hilfe von speziellen Computern kryptografische sehr komplizierte Rätsel lösen. Weltweit schürfen alle gleichzeitig. Je mehr Rechner beteiligt sind, desto komplizierter gestaltet der Bitcoin-Algorithmus die Rätsel und desto mehr Rechenpower muss aufgewendet werden.

            Wie muss man sich das vorstellen?
            Der Algorithmus sorgt dafür, dass weltweit etwa alle 10 Minuten ein Miner das Rätsel lösen kann. Am Anfang lag der Mining-Reward, also der Wert, den man für eine gelöste Aufgabe erhält, bei 50 Bitcoins. Dann waren es nur noch 25. Dieser Reward wird über die Zeit immer kleiner. Heute liegt er bei 12.5.

            Dann steigt also der Energieverbrauch, um an Bitcoins zu kommen, je länger, je mehr?
            Nur bei steigender Nachfrage. Je mehr Miner bei diesem Spiel mitmachen, desto höher ist der Energieverbrauch.

            Warum?
            Im ganzen Netzwerk wird nach Bitcoins geschürft, bis es sich finanziell nicht mehr lohnt. Die Rechnung des Miners ist einfach: Er setzt Hardware ein und muss Strom kaufen. Je höher der Wechselkurs des Bitcoins steigt, desto höher darf die Stromrechnung sein um profitabel zu bleiben.

            Kurs und Stromverbrauch sind gekoppelt?

            Ja und zwar in zweierlei Hinsicht: Einerseits, weil der Gegenwert des Mining Rewards steigt. Andererseits werden mit der Anzahl der Teilnehmer im Bitcoin-Netzwerk auch die Transaktionsgebühren höher, die dem Miner zu Gute kommen.

            Je mehr Leute sich am Bitcoin-Hype beteiligen, desto grösser werden somit die Entschädigungen für die Miner?
            Es ist ein Wettbewerb, in dem derjenige gewinnt, der den billigsten Strom hat und die effizienteste Hardware. Die Computer, die man zum Bitcoin-Schürfen benötigt, werden heute speziell dazu hergestellt. Diese Hardware muss man in regelmässigen Zyklen ersetzen, weil immer effizientere Geräte herauskommen. Das heisst, sie können die kryptographischen Aufgaben mit immer weniger Strom lösen. Der Miner muss darum seine Hardware innerhalb von 12 bis maximal 24 Monaten amortisieren und neue kaufen. Sonst wird er abgehängt. Der Profit des Miners ist das, was nach Stromkosten und Abschreibungen übrigbleibt. Wenn also der Wechselkurs des Bitcoins nach oben schiesst, wird es viel lukrativer, Hardware zu kaufen. Die Herstellung dieser neuen Hardware ist ebenfalls Energie- und Ressourcenintensiv.

            Kurz vor dem Kurssturz war der Gesamtverbrauch des ganzen Bitcoin-Netzwerks so gross wie derjenige von ganz Neuseeland. Ende 2017 etwa so gross wie ganz Island oder Dänemark. Glauben sie diesen Zahlen?

            Alle diese Zahlen sind Schätzungen. Man hat keine verlässlichen Statistiken. Die Miner legen ihren Stromverbrauch nicht offen. Man weiss aber, wie hoch die Strompreise in den verschiedenen Ländern der Welt sind. Man weiss ungefähr, welche Hardware im Einsatz ist. Und darum sind die Zahlen aus meiner Sicht plausibel. Viel wichtiger als präzise Zahlen sind aber der Trend und die Grössenordnung: Sollte der Bitcoin wieder massiv an Wert zulegen, dann ist der Energieverbrauch nach oben offen. Dieser könnte ungebremst steigen.

            Der Energieverbrauch wird also nicht sinken, weil Mining Hardware effizienter wird?
            Das ist zugleich das Geniale und das Problematische an diesem Algorithmus, der das Bitcoin-Netzwerk steuert. Darin ist verankert, dass die Anforderungen an die Miner steigen, je grösser das Netzwerk wird. Wenn die ganze Welt effizientere Hardware kauft, ist damit im Sinne des Energieverbrauchs gar nichts gewonnen.

            Der Algorithmus steuert dagegen, wenn die Rechner die Rätsel schneller und energieeffizienter lösen können. Beschützt er sozusagen den Wert des geschürften Bitcoins?
            Er beschützt die Geldmengensteuerung und das kontrollierte Wachstum der Blockchain. Das Geniale daran ist, dass der Algorithmus nicht im Voraus wissen muss, wann in der Zukunft wieviel Rechenpower vorhanden ist. Das Bitcoin-Netzwerk funktioniert, egal wie effizient die Miner-Hardware ist. Auf der anderen Seite verursacht das einen enormen Energieverbrauch.

            Der Algorithmus beim Bitcoin ist somit für alle Ewigkeit so angelegt, dass er den hohen Verbrauch von Energie honoriert?
            Falls der Wechselkurs der Bitcoins gleich bleiben würde und gleichzeitig auch die Zahl der Transaktionen konstant, dann würde mit der Zeit der Energieverbrauch sinken. Wenn aber immer mehr Leute Transaktionen auf der Bitcoin-Blockchain machen, dann wird tatsächlich immer mehr Energie verbraucht.

            Ganz eifrige Verfechter des Bitcoins sagen zum Energieverbrauch, dass der Bitcoin-Hype die Verwendung von erneuerbaren Energien fördere. Sehen Sie das auch so?
            Diese Argumentation halte ich für verfehlt. Wind- und Sonnenenergie sind keine Bandlast-Generatoren. Vielmehr schwankt deren Produktion sehr stark. Wenn ein Miner seine Hardware innerhalb einer Jahresfrist amortisieren will, muss er sie an sieben Tagen 24 Stunden laufen lassen. Dazu nimmt er den billigsten verfügbaren Strom. Wenn er am Tag Solarstrom erhält, nimmt er den. In der Nacht wird es aber keinen solchen geben, die Hardware muss aber trotzdem laufen. Und weltweit ist der Kohlestrom immer noch am billigsten.

            Kann man identifizieren, wo weltweit am meisten dieser Bitcoin-Miner stehen? Und wo diejenigen stehen, mit der grössten Leistung?

            Die Mehrheit der Bitcoin-Leistung steht heute in China. Es sind mehr als 50 Prozent aller Rechenleistung weltweit. Eigentlich widerspricht das der dezentralen Ideologie von Bitcoins. Und dann noch in einem Land, das nicht sehr freiheitlich mit den Möglichkeiten des Internets umgeht – das ist bedenklich. Das unterläuft die Daseinsberechtigung der Blockchain.

            Sie beschäftigen sich seit 2011 mit Fragen rund um Krypto-Währungen. Ist der Energieverbrauch bei allen ein solches Problem?
            Nur bei «Proof-of-Work» Währungen. Bereits 2012 wurde z.B. Peercoin gestartet, eine sogenannte «Proof-of-Stake» Währung. Anders als beim Bitcoin muss ich da nicht beweisen, dass ich Arbeit geleistet habe. Bei Peercoin dürfen diejenigen, die am meisten dieser Coins halten, auch am meisten schürfen. Die Idee dahinter: Wer viel Kapital besitzt, hat ein immenses Interesse daran, dass das Vertrauen in das Netzwerk erhalten bleibt. Denn wenn ein Grosser beim Minen gegen die Regeln verstösst, geht Vertrauen verloren. Und damit würde auch sein Kapital wertlos. Heute gibt es weitere Lösungen, die ohne «Proof-of-Work» auskommen. Ohne Mining brauchen diese Währungen kaum mehr Energie als das heutige E-Banking.

            Es kommen immer mehr Krypto-Währungen auf den Markt: Steigt der Energieverbrauch somit auch immer mehr an?
            Es kommt nicht darauf an, wieviele neue Krypto-Währungen es gibt. Sondern es kommt darauf an, wie gross die Marktkapitalisierung derjenigen Krypto-Währungen ist, die den Einsatz von Energie honorieren. Je höher diese ist, desto höher ist der Anreiz Mining mit ungeheurem Energieaufwand zu betreiben. Bei den anderen Währungen, die nach einer anderen Logik funktionieren, ist der Energieverbrauch kein Thema.

            Mit dem Bitcoin wird Blockchain als neue dezentrale Sicherheitstechnologie plötzlich heiss diskutiert. Wie muss ich mir die Organisation einer solchen Blockchain vorstellen?
            Beim heutigen E-Banking geschehen alle Transaktionen in einem Data-Center unter der Kontrolle der Bank. Bei der Blockchain erfüllen Tausende von Computern, die auch in einzelnen Haushalten stehen können, diese Arbeit. Wenn Informationen gleichzeitig auf mehreren Rechnern dezentral abgesichert werden, so steigt die Sicherheit im ganzen System.

            Braucht es dafür mehr Energie als wenn man heute E-Banking nutzt?
            Grundsätzlich wird eine zentrale Systemlösung meist energieeffizienter sein, als eine dezentrale. Die Blockchain hat jedoch den Vorteil, dass sie Konsens in einem verteilten System ohne zentrale Einflussnahme herstellen kann – und das ist ein wichtiges sicherheitstechnisches Argument. Wo dieser Vorteil wichtig ist, wird er wohl andere Argumente wie den Energieverbrauch überstimmen.

            Nicht nur die Blockchain benötigt dezentrale Computerinfrastruktur, wir lagern auch immer mehr in die Cloud aus. Wird auch das den Energieverbrauch ankurbeln?
            Es gibt Studien zum Thema, ob Cloudcomputing energieeffizienter ist oder nicht. Diese kommen zum Schluss, dass Cloudcomputing effizienter sei, was die Energie angeht. Dies, weil die Hardware besser ausgelastet werde. In einem Datacenter läuft nur exakt so viel Hardware, wie wirklich benötigt wird. Bei wenig Nachfrage werden ganze Serversektoren abgeschaltet. Und nur bei Bedarf wieder zugeschaltet. Darum erscheint es durchaus plausibel, dass Cloudcomputing effizienter sein kann. Cloudcomputing nimmt aber oft mehr Netzwerkinfrastruktur in Anspruch, ein Argument für steigenden Stromverbrauch. Die Wahl der Systemgrenzen dürfte – wie so oft – entscheidend sein.

            Gespräch: Matthias Halbeis

            Blockchain Technologie wurde durch die Einführung der Kryptowährung Bitcoin in 2009 begründet. Seither wurden viele weitere interessante und teilweise revolutionäre Anwendungen jenseits der Crypto-Währung identifiziert und implementiert.

            Am SwissICT Symposium am 13./14.November 2017 im KKL Luzern (https://www.swissict-symposium.ch/de/) wird Alain Brenzikofer in Blockchain-Technologie einführen, ausgesuchte Beispiele vorstellen und industrielle Anwendungen aufzeigen. Als Fallbeispiel wird eine von SCS entwickelte Blockchain-Applikation für den Vertrieb von Sensordaten per Prepay Abrechnung vorgestellt und live demonstriert.

             

            Nach einem sehr erfolgreichen Forschungs- und Demonstrationsprojekt wird die GridBox Technologie im Rahmen eines Projekt-Spinoffs kommerzialisiert. Die smart grid solutions AG (Webseite) mit Martin von Euw als Geschäftsführer wird die Technologie zur Marktreife bringen. Supercomputing Systems AG ist Technologiepartner der neuen Firma.

            Lesen Sie dazu die Pressemitteilung:

            Zürich, 27. September 2016

            Gründung der smart grid solutions AG:
            SpinOff des grössten Smart Grid Demonstrationsprojekts der Schweiz

            Die Projektpartner von GridBox, dem grössten Smart Grid Demonstrationsprojekt der
            Schweiz, haben die smart grid solutions AG gegründet. Ziel des Unternehmens ist es die
            innovative Netzmanagementlösung zu industrialisieren und weiterzuentwickeln. Mit der
            neuen Plattform smartbox wird die zukunftsweisende GridBox Technologie und die
            gesammelten Erkenntnisse aus dem erfolgreichen einjährigen Testbetrieb in einer Lösung
            vereint.

            Damit stellt die smart grid solutions AG den Verteilnetzbetreibern eine intelligente und skalierbare
            Lösung zur Verfügung, welche sowohl heutige als auch zukünftige Herausforderungen meistert.
            Anton Gunzinger, Unternehmer und VR der smart grid solutions AG, erläutert den Nutzen eines
            Echtzeit Managementsystems folgendermassen: „Mit der Zunahme von dezentralen Erzeugern,
            Batteriespeicherlösungen und E-Mobilität kommen neue Herausforderungen auf die Netzbetreiber
            zu oder sind bereits Realität. Die smartbox hilft diese Aufgaben zu meistern und dient hierbei nicht
            nur einem einzelnen Ziel, sondern unterstützt als Plattform eine ganze Reihe von Aufgaben,
            Dienstleitungen und Business-Modelle der Netzbetreiber.“

            Die smartbox Technologie ist die umfassende Plattform für das moderne Verteilnetz-Management.
            Als koordinierte und verteilte Lösung gewährleistet sie den sicheren und gleichzeitig
            wirtschaftlichen Netzbetrieb. Dabei deckt die smartbox eine Vielzahl von Bedürfnissen ab.
            Anwendungen wie Fehlererkennung und -lokalisierung, erweitertes Netzmonitoring, Unterstützung
            des Asset Management, Prosumer-Applikationen sowie Marktfunktionen mit Echtzeit-
            Charakteristik werden in ein und derselben Plattform vereint.

            Mit diesem generischen Ansatz stellt die smart grid solutions AG eine flexible und skalierbare
            Mess-, Kommunikations- und
Regelplattform zur Verfügung, welche eine schnelle Umsetzung
            neuer Business-Modelle ermöglicht und somit bereits heute Antwort auf die zukünftigen
            Herausforderungen gibt.
            Für weitere Informationen:
            Martin von Euw
            Geschäftsführer smart grid solutions AG
            Phone +41 43 543 64 32
            Mobil +41 79 230 88 58
            martin.voneuw@smartgridsolutions.ch

            Pressemitteilung (PDF) vom 27.9.2016

            Alpiq GridSense

            Alpiq InTec zählt bei der Entwicklung des GridSense Systems auf starke Partner. Die zentrale Backend-Software, welche das Management der verteilten GridSense Einheiten ermöglicht und webbasierte Portale zur Verfügung stellt, wird künftig von Supercomputing Systems AG weiter entwickelt.

            GridSense ist eine Energiemanagement-Lösung für das Gebäude. Das System erkennt und lernt das Verhalten der Nutzer über die Zeit und prognostiziert dieses mittels adaptiven Algorithmen. Das System gleicht die Lasten im Gebäude aus und erlaubt die effiziente Einbindung erneuerbarer Energiequellen. Dabei werden auch Wetterprognosen berücksichtigt. Die Belastung des Verteilnetzes wird dadurch ausgeglichen und ein erhöhter Zubau von erneuerbaren Energien ohne kostspieligen Netzausbau ermöglicht. Das System optimiert die Gesamt-Wirtschaftlichkeit und nutzt Energie effizient.

            Weitere Informationen zur GridSense: GridSense Webseite

             

            Gemeinsam mit den Partnern BKW, ewz und Bacher Energie AG, sowie mitfinanziert vom Bundesamt für Energie hat die Firma SCS AG das Projekt „GridBox – Echtzeit-Management-Plattform für das Verteilnetz“ erfolgreich durchgeführt und per Ende März 2016 die geplanten Mess- und Demonstrationskampagnen beendet. Das Projekt umfasst die praktische Umsetzung und Erprobung des Konzeptes „GridBox“ und beinhaltet die Entwicklung von 150 Mess-/Steuerboxen, die Entwicklung einer potenten zentralen Software-Infrastruktur, das Ausrollen der Technologie in zwei Verteilnetzen im Berner Oberland sowie in der Stadt Zürich sowie einen einjährigen Betrieb mit begleitenden Forschungskampagnen.

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            Die Hauptergebnisse des Projektes sind:

            • Die Demonstration der Machbarkeit einer Echtzeit-Management-Plattform für die Nieder- und Mittelspannungsebene
            • Die Entwicklung und Demonstration einer Zustandsschätzung (State Estimation) für Ströme und Spannungen in den Verteilnetzen
            • Die Demonstration einer Topologie-Erkennung in den Verteilnetzen basierend auf den reinen Messwerten
            • Das Aufzeigen der Möglichkeiten einer Echtzeit-Optimierung des Verteilnetzzustands unter Beeinflussung von Flexiblitäten:
              • In den Häusern mit GridBox: Schalten von Boilern und Wärmepumen sowie Steuerung der Solarinverter (P und Q)
              • Im Verteilnetz von ewz: Regelung einer netzgestützten Batterie (500kWh)
            • Die detaillierte Aufzeichnung der Messwerte (inkl. PMU-Phasoren) für knapp 150 verteilte Messpunkte über ein Jahr im 1Hz-Takt
            • Die Evaluation des Nutzens von PMU-Informationen auf Verteilnetzebene

            Box_open_Rogos_fadedBild 1: Die GridBox Hardware, welche für das Projekt von Grund auf entwickelt wurde. Sie ermöglicht Strom- und Spannungsmessung, enthält ein GPS für PMU-Messwerterfassung, erlaubt die Kommunikation im Sekundentakt und verfügt über Schnittstellen für die Steuerung von Verbrauchern und Einspeisern im Haus.

             

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            Bild 2 : Das GridBox Cockpit visualisiert das System im Live-Betrieb und erlaubt den Zugriff auf aktuelle und archivierte Messwerte. Ebenso lässt sich die vom State Estimator errechnete Gesamtsystemsicht darstellen.

            Das Kernteam bei SCS umfasste 7 Personen, im Gesamtprojekt mit allen Partnern waren mehr als 35 Personen involviert: Entwickler, Datenanalysten, Installateure, IT-Personal, Projektleiter/Management. Ihnen gebührt unser herzlichster Dank für den Einsatz über die vergangenen knapp drei Jahre.

            Die Projektergebnisse sind erfolgsversprechend und es wird eine Kommerzialisierung von Teilen der Technologie angestrebt.

            BFE Schlussbericht GridBox:
            BFE Schlussbericht PDF

            Pressemitteilung vom 20.5.2016:
            Pressemitteilung_20160520

            Veröffentlichung bei Springer: Computer Science
            Springer