Innovative Elektrizitätsversorgungssysteme für IKT

Summary

Modern society all over the world depends on information and communication technology (ICT); and security of supply with ICT is an important location factor. In times of increasing anonymity, which makes us more and more dependent on public services such as emergency supports (emergency organizations), communication is existential. Communication also plays an important role for a good functioning of economy and industry, in the course of shorter production and storage times. The usage of ICT is taken for granted. However, the modern society's use of ICT is profoundly dependent on the public power supply. Particularly in highly industrialized countries like e.g. Austria, the ICT sector requires about 10% of the total electric energy demand. One third of these 10% is estimated to be used for telephony and transmission. (Frauenhofer-IZM & ISI, 2009). Although there have not been any significant and large scale supply interruptions (blackouts) in Austria in recent years, grid safety experts cannot exclude a pan-European blackout in future. Such an incident would have serious effects on the function of ICT, and thus, on the commercial, industrial and personal life, and is therefore a threat to our civilization. The outage of ICT as a critical infrastructure consequently constitutes a danger to the public. The electrical power demand of ICT now takes very high values and will keep rising. For this reason, a sustainable and reliable power supply concept is of paramount importance. Here, batteries still play an important role, for example in the form of an uninterrupted power supply (UPS). However, these are usually not very efficient and by increasing capacity maintenance-intensive and costly. The implementation of the smart grid technology in the public power grid opens up alternative and high-performance possibilities that can be integrated relatively easily into existing grid structures, exemplarily the combination of the functionality of smart meters and distributed generation units is called smart grids. These generation units might be non-volatile renewable energy sources such as combined heat and power (CHP) and small hydro power plants, however, for reasons of practicability there could also be used conventional gensets.

Zusammenfassung

Weltweit ist unsere moderne Industriegesellschaft von Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) abhängig geworden, und die Versorgungssicherheit mit IKT wurde zu einem wichtigen Standortfaktor. Kommunikation ist in Zeiten immer größer werdender Anonymität und der dadurch gegebenen Abhängigkeit von öffentlichen Einrichtungen und Diensten, etwa von Notrufträgern (Blaulichtorganisationen), von besonderer Wichtigkeit. Ebenso spielt Kommunikation durch immer kürzer werdende Produktions- und Lagerhaltungszeiten für das reibungslose Funktionieren von Wirtschaft und Industrie eine überragende Rolle. In dem zur Selbstverständlichkeit gewordenen Einsatz von IKT ist jedoch eine hochgradige Abhängigkeit der modernen Gesellschaft von der öffentlichen Stromversorgung begründet. In hoch industrialisierten Ländern wie Österreich beträgt der Strombedarf des IKT-Sektors 10 % des elektrischen Energiebedarfs. Von diesen 10 % ist wiederum ca. ein Drittel für Telefonie und Übertragungstechnik zu veranschlagen (Fraunhofer-IZM & ISI, 2009). Wenngleich es in Österreich in den letzten Jahren zu keinen nennenswerten großflächigen Unterbrechungen (Blackouts) der Stromversorgung gekommen ist, sind nach Meinung von Netzsicherheitsexperten europaweite Blackouts durchaus in Erwägung zu ziehen. Solche Ereignisse hätten gravierende Auswirkungen auf das Funktionieren von IKT und auf gewerbliches und industrielles, privates und öffentliches Leben. Der Ausfall von IKT als kritische Infrastruktur stellt somit eine Bedrohung der Zivilisation dar. Da der Leistungsbedarf für IKT schon heute sehr hohe Werte annimmt und voraussichtlich weiter steigen wird, ist ein nachhaltiges und verlässliches Ersatzstromversorgungskonzept von höchster Bedeutung. Hier nehmen nach wie vor Batterien, zum Beispiel in Form einer unabhängigen Stromversorgung (USV), eine wichtige Rolle ein. Jedoch sind diese meist nicht sehr effizient und mit steigender Leistung auch wartungsintensiv und kostspielig. Im Zuge der Einführung von Smart Grid-Technologien eröffnen sich hier alternative und hoch leistungsfähige Möglichkeiten, die relativ einfach in die bestehenden Netzstrukturen integriert werden können. Beispielhaft sei hier die Kombination der Funktionalität von Smart Metern und dezentralen Erzeugungseinheiten in neuen Netzstrukturen – Smart Grids – genannt. Die dafür benötigten Erzeugungseinheiten können in diesem Zusammenhang nicht schwankungsbehaftete erneuerbare Energien wie Blockheizkraftwerke (BHKW) oder Kleinwasserkraftwerke sein; aus Zweckmäßigkeitsgründen kommen auch Dieselgeneratoren in Frage.