Bei Wikipedia ist die Zielsetzung des Internet Of Things (IoT) definiert als:

Das Ziel des Internets der Dinge ist es, die Informationslücke zwischen der realen und virtuellen Welt zu minimieren. Diese Informationslücke besteht, weil in der realen Welt Dinge tatsächlich einen bestimmten Zustand haben (z.B. „Luft ist kalt“, „Druckertoner ist voll“), dieser Zustand im Internet jedoch nicht bekannt ist. Ziel ist also, dass viele reale Dinge die eigenen Zustandsinformationen für die Weiterverarbeitung im Netzwerk zur Verfügung stellen.

In der heutigen Energiewirtschaft wird die reale Welt der Erzeugung und Verbrauch von elektrischer Energie und der ökonomische (virtuellen) Welt des Handels mit Hilfe des sogenannten Bilanzkreismanagements vereint. Ein Bilanzkreismanager ist eine natürliche Person, welche die physikalischen Stromflüsse mit den Liefer- und Kaufverträge der angeschlossenen Teilnehmer vereinen muss.  Für das Internet der Dinge wird der Zählerstand zum Zustand und die Abrechnung zur Information, die automatisiert weiterzuverarbeiten ist. Bei einer vollständigen Implementierung der Vision hinter IoT müssen die Geräte selbständig Entscheidungen treffen und handeln können. Im Smart Grid führen die Akteure untereinander gesicherte Transaktionen aus, ohne den Umweg über einen Bilanzkreismanager gehen zu müssen.

Dieser einführende Beitrag betrachtet die Charakteristik einer Transaktion im Stromhandel.

Grundlegend muss zunächst festgehalten werden, dass elektrische Energie in einem Netzwerk nicht nach Raum und Zeit bestimmt werden kann. Beim Stromhandel versucht man dennoch eine bestimmte Erzeugung einem bestimmten Verbrauch zuzuordnen. Fasst man alle Transaktionen zu einem Zeitpunkt zusammen, so bildet diese eine Quasiabbildung des physikalischen Stromflusses. Angenommen wird ein Idealbild, bei dem die Erzeugung und die Entnahme die gleiche Menge ergeben. Tatsächlich ist dieser Fall jedoch nicht gegeben, da auch die Stromlogistik selbst ein Verbraucher ist, der aber keine eigenständigen Transaktionen im Handel ausführt. Durch sogenannte Netzverluste übersteigt die Menge der Erzeugung immer die Summe des Verbrauchs (vergl. Beiträge zu Kupferplatte).

Transaktion

transaktion1

Eine Transaktion im Stromhandel ist die Berechtigung zur zeitgleichen Veränderung zweier Zählerstände.

In der Illustration hat der Einspeisezähler A einen Zählerstand am Anfang von 1337 und der Entnahmezähler von 4214. Damit eine Transaktion zustande kommen kann, müssen sich beide Systeme zunächst auf eine gleiche Einheit geeinigt haben (Wh, KWh, MWh). Soll eine Transaktion durchgeführt werden, so müssen beide Zähler gegenseitig die Veränderung bestätigen.

Protokoll

  • Zähler A: Mit meiner Unterschrift bestätige ich die Einspeisung von 1 Wh zum jetzigen Zeitpunkt
  • Zähler B: Mit meiner Unterschrift bestätige ich die Entnahme von 1 Wh zum jetzigen Zeitpunkt

transaktion2

 

Die beiden Zähler sammeln somit für den Zeitpunkt die Unterschriften, um in der virtuellen Welt des Stromhandels die Zustandsänderung nachzuführen.

Praktische Umsetzung

Wie man an der Wortwahl bereits erkennen kann, wird bei der Durchführung einer Transaktion auf bekanntes Verfahren der Mathematik gesetzt, den sogenannten asymetrischen Kryptosystemen (s.h. Wikipedia). Jeder Teilnehmer kann die Echtheit einer Signatur überprüfen und selbst gültig unterschreiben. Dazu besitzt jeder Teilnehmer einen öffentlichen Schlüssel, der von allen Akteuren eingesehen werden kann, sowie einen privaten Schlüssel. Mit dem privaten Schlüssel wird die Transaktion unterschrieben – mit dem öffentlichen Schlüssel wird die Transaktion überprüfbar.

 

(Beitragsbild Geralt @ pixabay)

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Veröffentlicht von Thorsten Zoerner

Seit dem Jahr 2007 beschäftige ich mich mit den Themen Stromnetz und Strommarkt. Parallel dazu entstand ein Blog, um Informationen zu den jeweiligen Themen bereitzustellen. Er ist unter blog.stromhaltig.de zu finden. Über das Thema Energiewirtschaft habe ich bislang drei Bücher veröffentlicht. In meinem 2014 erschienenen Buch zum Hybridstrommarkt beschreibe ich ein Marktdesign, das in Deutschland in das Gesetzespaket Strommarkt 2.0 aufgenommen wurde. Hierbei werden zwei Technologien des Strombezugs vereint: der Hausanschluss mit Bezug bei einem klassischen Stromanbieter und einen alternativen Bezug von erneuerbaren Energien. Die wirtschaftlichen Vorteile für ein solches Marktdesign sind erwiesen. Auch die Digitalisierung beeinflusst die Energiewirtschaft von morgen. Daher habe ich mich intensiv mit dem Thema Blockchain Technologie befasst. Blockchain ist eine Technologie, die den Austausch und die Dokumentation von Daten vereinfachen kann. Daher kann diese Technologie mithilfe der digitalen Möglichkeiten das heutige Energiesystem revolutionieren. Denn damit ist eine automatische Abgleichung von Energieerzeugung und Energieverbrauch möglich. Um zukünftige Herausforderungen und Chancen mitgestalten zu können, habe ich 2017 die Firma STROMDAO gegründet. Dort bin ich Geschäftsführer und möchte dafür sorgen, dass mithilfe der Blockchain Technologie und dem Hybridstrommarkt eine digitale Infrastruktur für die Energiewirtschaft der Zukunft aufgebaut wird. Der STROMDAO Mechanismus zur Konsensfindung für den Energiemarkt unterstützt dabei die Marktkommunikation aller beteiligten Akteure.

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