SMart Home. Smart Home der Zukunft. Was ist ein Smart Meter? Facts & Figures

Transkript

1 Basis-themeninformationen für Lehrer Smart Home der Zukunft Smart Home, Smart Meter und Smart Grids Damit z. B. im einzelnen Haushalt der Stromverbrauch im Sinne der Energieeffizienz steuerbar wird, werden lokale Verteilnetze zu intelligenten Netzen erweitert. Diese Smart Grids ermöglichen mittels digitaler intelligenter Stromzähler ( Smart Meter ), dass der Stromnutzer im Smart Home sieht, wie viel Strom er am Tag verbraucht, und er daraufhin seinen Stromverbrauch ändern kann. Anreize dazu soll er in Zukunft auch durch Smart-Pricing-Modelle der Stromlieferanten erhalten, die ihm z. B. für die Geschirrspülmaschine einen günstigeren Tarif geben, wenn diese zu einem bestimmten Zeitpunkt läuft. Idealerweise richtet der Stromkunde seinen Bedarf auch an der Verfügbarkeit von Ökostrom aus, und der Anteil fossiler Energie kann sich dadurch verringern. In Österreich wird bis Ende 2015 jeder zehnte österreichische Haushalt einen Smart Meter installiert haben, bis Ende 2019 soll fast jeder österreichische Haushalt mit einem intelligenten Stromzähler ausgestattet sein. Haushalte als Prosumer Auch werden in Zukunft viele Haushalte nicht mehr ausschließlich nur Strom aus dem Netz beziehen (Consumer) sondern (z. B. mittels Photovoltaik-Anlagen am Dach) selbst produzieren (Producer) und ins öffentliche Netz einspeisen können. Um die so neu entstehenden Stromflüsse aufnehmen sowie effizient lenken und nutzen zu können, wird eine Vielzahl an Mess- und Steuerungsmöglichkeiten erforderlich sein. Parallel zum Stromnetz wird es daher ein Datennetz geben, über das Informationen zwischen den durch das Stromnetz verbundenen Partnern ausgetauscht werden können. Smart Home, Smart Meter und Smart Grids sind Elemente des intelligenten Stromsystems der Zukunft: Heute sind noch viele Teile des Stromnetzes nicht zusätzlich digital miteinander vernetzt, und der Strom fließt nur in eine Richtung. Aber das Stromnetz von morgen soll schlau werden und wie das Internet die Daten den Strom in zwei Richtungen ( up and down ) fließen lassen. Natürlich soll auch der Stromkunde schlauer werden indem er als Prosumer in seinem Smart Home Energie effizienter nutzt: einerseits als Producer, der z. B. Strom am Hausdach mit Photovoltaikanlagen selbst erzeugt, andererseits als Consumer, der Strom zu bestimmten Zeiten nutzt, etwa dann, wenn viel Windenergie zur Verfügung steht oder das Netz gerade wenig belastet ist, d. h. wenig Strom transportiert. Facts & Figures Was ist ein Smart Meter? Ein Smart Meter ist ein intelligenter, digitaler Stromzähler, der den Stromverbrauch aufzeichnet und Stromdaten nicht nur ins Stromnetz hinein senden, sondern auch aus dem Smart Grid (Stromnetz) heraus empfangen kann. Neu daran ist, dass der Stromkunde täglich sehen wird können, wie viel Strom er wann verbraucht hat. Damit kann er seinen Stromverbrauch bewusst steuern. In Österreich ist geplant, bis 2019 die Zukunftstechnologie Smart Meter flächendeckend umzusetzen. 1/8

2 Basis-themeninformationen für Lehrer Facts & Figures Eine Kilowattstunde (kwh) 1 kwh = Laptop 25 Stunden oder Fernseher 15 Stunden oder U-Bahn 21 Minuten Quelle: Oesterreichs Energie Was kann man eigentlich mit einer Kilowattstunde (kwh) Strom alles machen? 25 Stunden am Laptop arbeiten (bei 40 Watt Leistung) 5,6 kg Schmutzwäsche waschen 133 Toastbrotscheiben toasten 15 Stunden fernsehen 21 Minuten lang mit einer U-Bahn fahren Was ist ein Smart Grid? Ein Smart Grid ist ein schlaues Stromnetz, welches künftig die verschiedenen Netzkomponenten wie Stromerzeuger (große herkömmliche Kraftwerke sowie kleine dezentrale Kraftwerke), Stromspeicher (Pumpspeicherkraftwerk, künftig u. a. Hochleistungs -Batterien) und Stromverbraucher energieeffizient steuern soll. Das Smart Grid muss dann einerseits alle Anforderungen erfüllen, die das Stromnetz heute schon bewältigt: das sind Versorgungssicherheit und Energietransport zu leistbaren Preisen. Andererseits soll es zusätzlich ermöglichen, dass die Lastflüsse der 1. volatilen (d. h. schwankenden), CO 2 -armen Energieerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind und Sonne sowie der 2. dezentralen Energieerzeugung z. B. in großen Windparks effizient bewältigt werden können und dass 3. künftig Konsumenten auf Energiepreise und Netzsituation reagieren können, indem sie den Verbrauch anpassen, also: das Elektroauto dann laden, wenn das Netz es erfordert oder die Strompreissituation es begünstigt, und nicht dann, wenn das Stromnetz an seiner Leistungsgrenze ist, weil es gerade sehr viel Photovoltaikstrom aufnehmen muss. 2/8

3 Basis-themeninformationen für Lehrer Daten und Fakten Was ist ein Smart Home? Im Smart Home der Zukunft sorgt der Smart Meter dafür, dass der Stromkunde wissen kann, zu welcher Zeit er wie viel Strom konsumiert oder auch z. B. am Photovoltaikdach selbst produziert. Den Stromstand beim Kunden und im Netz kennt der Smart Meter, indem er mit den Geräten im Haus und dem Smart Grid kommuniziert. Und der Stromerzeuger wird dem Stromkunden Smart Pricing anbieten können: Damit kann der Stromkunde z. B. wählen, ob er Strom u. a. für das Elektromobil zu einer Zeit kauft, zu welcher sehr viel Windstrom produziert werden kann. Der smarte Kunde wird Strom bewusst und effizient nutzen und produzieren können. Wie nützt ein Haushalt eigentlich seine Energie? Das Heizen (z. B. Gas-, Elektro-, Ölheizung) braucht 50 Prozent der Gesamtenergie, das Auto 30 Prozent (fossiler Kraftstoff), Warmwasser 10 Prozent, Elektrogeräte einschließlich der Geräte für Konsumelektronik 9 Prozent und die Beleuchtung 1 Prozent. So gebraucht ein Haushalt seine Energie Warmwasser 10 % Elektronik 9 % Beleuchtung 1 % Heizung 50 % Auto 30 % Quelle: AG Energiebilanzen, VDEW 2010 Erzeugt eine Glühlampe nur Licht? 5 Prozent der zugeführten elektrischen Energie werden in Licht umgewandelt und 95 Prozent werden als Wärme frei. 3/8

4 Basis-themeninformationen für Lehrer Daten und Fakten Zum Vergleich: Ein LED-Chip macht mit der gleichen Energie 10-mal mehr Licht, d. h., er hat einen Wirkungsgrad von ca. 50 Prozent. In welcher Form wird Energie im Haushalt verwendet? Den größten Teil der fossilen Energie eines Haushalts brauchen wir für das Autofahren das ist die fossile Energie aus Erdöl. Dann brauchen wir elektrische Energie, d. h. Strom, z. B. für das Aufheizen des Warmwassers oder den Computer. Zum Heizen verwenden wir vielfach die Energiequelle Gas. Der Endverbraucher nützt Energie aus folgenden Quellen: Fernwärme 7 % Brennbare Abfälle 2 % Elektrische Energie 20 % Kohle 2 % Ölprodukte 40 % Erneuerbare Energien 14 % Gas 16 % Quelle: Energiestatus Österreich für 2010 (vereinfacht) 4/8

5 Arbeitsblätter für Schüler Smart Grids und Smart Meter Aufgabe 1: Lies dir den Text der Broschüre Die Welt der E-Wirtschaft auf Seite 18 aufmerksam durch und schau dir dazu die Grafik auf Seite 19 an! Kreuze mit Hilfe der Informationen, die du auf diesen beiden Seiten findest, an, ob die folgenden Aussagen richtig oder falsch sind! Richtig Falsch 1. Smart Grids werden eine entscheidende Komponente der Energieversorgung der Zukunft sein. o o 2. Netzbetreiber sind ausschließlich für den Bau von Stromleitungen verantwortlich. o o 3. Ein Smart Grid benötigt parallel zum Stromnetz auch ein Datennetz. o o 4. Smart Grids haben derzeit keine wirtschaftliche Bedeutung in Österreich. o o 5. Ende 2019 werden fast alle österreichischen Haushalte einen Smart Meter installiert haben. o o 5/8

6 Arbeitsblätter für Schüler Aufgabe 2: Vervollständige die angefangenen Sätze! Es ist immer nur eine Auswahlmöglichkeit richtig. nutzt jedes Haus nur mehr selbst erzeugten Strom. In Zukunft kann jedes Haus auch selbst erzeugten Strom ins Netz einspeisen. können Häuser zwar selbst Strom erzeugen, er kann aber nicht ins Netz eingespeist werden. dürfen nur mehr große Stromerzeuger Strom ins Netz einspeisen. sollen sicher stellen, dass sowohl für alle Stromerzeuger als auch für Strombezieher ausreichende Netzkapazitäten vorhanden sind. Smart Grids ist die englische Bezeichung für Hochspannungsleitungen. werden überall auf der Welt gleich aufgebaut sein. können an die normalen, derzeit am weitesten verbreiteten Stromzähler angeschlossen werden. werden nur in Kraftwerken eingebaut. Smart Meter messen ausschließlich den Stromverbrauch eines Hauses. sind mobile Strommessgeräte, die Elektriker verwenden. sind intelligente Stromzähler, die nicht nur den Stromverbrauch messen können, sondern z. B. auch, wie viel Strom ins Netz eingespeist wird. 6/8

7 Lösungen zu den Aufgaben Lösungen zu den Aufgaben Aufgabe 1: Richtig Falsch 1. Smart Grids werden eine entscheidende Komponente der Energieversorgung der Zukunft sein. o o 2. Netzbetreiber sind ausschließlich für den Bau von Stromleitungen verantwortlich. o o 3. Ein Smart Grid benötigt parallel zum Stromnetz auch ein Datennetz. o o 4. Smart Grids haben derzeit keine wirtschaftliche Bedeutung in Österreich. o o 5. Ende 2019 werden fast alle österreichischen Haushalte einen Smart Meter installiert haben. o o Aufgabe 2: nutzt jedes Haus nur mehr selbst erzeugten Strom. kann jedes Haus auch selbst erzeugten Strom ins Netz einspeisen. In Zukunft können Häuser zwar selbst Strom erzeugen, er kann aber nicht ins Netz eingespeist werden. dürfen nur mehr große Stromerzeuger Strom ins Netz einspeisen. sollen sicher stellen, dass sowohl für alle Stromerzeuger als auch für Strombezieher ausreichende Netzkapazitäten vorhanden sind. Smart Grids ist die englische Bezeichung für Hochspannungsleitungen. werden überall auf der Welt gleich aufgebaut sein. können an die normalen, derzeit am weitesten verbreiteten Stromzähler angeschlossen werden. werden nur in Kraftwerken eingebaut. messen ausschließlich den Stromverbrauch eines Hauses. Smart Meter sind mobile Strommessgeräte, die Elektriker verwenden. sind intelligente Stromzähler, die nicht nur den Stromverbrauch messen können, sondern z. B. auch, wie viel Strom ins Netz eingespeist wird. 7/8

8 Hinweise für Lehrer für weitere Unterrichtselemente Weiterführende Anregungen für den Unterricht Gruppenarbeit In Kleingruppen werden Werbespots oder Werbeplakate für smarte Häuser erarbeitet und anschließend vor der Gruppe präsentiert. Zum Abschluss wird (in einer geheimen oder öffentlichen Abstimmung) der beste Werbespot bzw. das beste Werbeplakat gewählt (und eventuell prämiert). Auf diese Weise sollen sich die SchülerInnen intensiv mit dem Thema Smart Homes beschäftigen und auch eigene Ideen dazu kreativ umsetzen. Weiterführende Links auf Interaktive online 360 -Fotomotive Auf sehen Sie ein 360 -Fotopanorama, welches das Thema interaktiv veranschaulicht. Die 360 -Fotokugel zeigt die Thermographie- Aufnahme-Motiv einer Schule. Trotz sorgfältiger Prüfung wird keine Gewähr für die inhaltliche Richtigkeit übernommen. Außer für Vorsatz und grobe Fahrlässigkeit ist jegliche Haftung von Herausgeber und Medieninhaber aus dem Inhalt dieses Werks ausgeschlossen. Diese Publikation ist urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte vorbehalten /8