Superlab 2.0 soll die Widerstandsfähigkeit des US-Stromnetzes gegenüber möglichen Störungen testen

Igor Borensiko/iStock

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Das Stromnetz der Vereinigten Staaten spielt eine entscheidende Rolle für das tägliche Funktionieren der Nation. Das US-Energiesystem, das für die Deckung des Energiebedarfs des Landes und die Unterstützung seiner Wirtschaft zuständig ist, steht durch den Klimawandel zunehmend unter Druck, und Cyberangriffe sind eine reale Möglichkeit.

Um in diesem Zusammenhang seine Bereitschaft zur Bewältigung der Herausforderungen der nächsten Generation zu testen, leitet das Energieministerium ein Projekt rund um „SuperLab 2.0“, ein Energieexperiment, bei dem das Netz auf Fehler getestet und gleichzeitig ermittelt wird, wie das System verteidigt werden kann Dadurch wird es umweltfreundlicher und effizienter.

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Das National Renewable Energy Laboratory (NREL) und das Pacific Northwest National Laboratory (PPNL) sind neben anderen nationalen Labors Teil des SuperLab 2.0-Netzwerks, das Energieexperimente mit 10.000 miteinander verbundenen Geräten durchführen wird, um Tests gegen alles von Tornados bis hin zu Terroristen durchzuführen. In Zukunft könnten Millionen vernetzter Geräte mithilfe dieser Technologie modelliert werden.

„Dieser Erfolg würde die Forschungsmöglichkeiten enorm erweitern. Hurrikane, Winterstürme, Waldbrände – die Auswirkungen dieser Ereignisse können modelliert werden, und die Komplexität der Experimente, die unterstützt werden könnten, würde eine nationale und regionale Analyse ermöglichen“, heißt es in einer Erklärung des NREL.

Thomas Edison stellte 1882 erstmals das erste Kraftwerk des Landes an der Pearl Street Station in Lower Manhattan aus, als das erste elektrische System der Vereinigten Staaten errichtet wurde. Obwohl das Grid von Edisons ersten 59 Kunden auf Hunderte Millionen Benutzer angewachsen ist, ist sein grundlegender Aufbau über viele Jahre weitgehend unverändert geblieben.

Nach Angaben der US-amerikanischen Energy Information Administration (EIA) erzeugt die Kernenergie etwa 20 % des Stroms des Landes, während auf fossilen Brennstoffen basierende Kraftwerke, die Kohle, Öl oder Erdgas verbrennen, etwa 60 % davon liefern. Hochspannungsleitungen werden für den Stromtransport über weite Entfernungen verwendet, während örtliche Umspannwerke dazu dienen, die Hochspannungsleistung auf eine niedrigere Spannung zu reduzieren (ein Verfahren, das als „Stepping Down“ bezeichnet wird) und sie an angrenzende Wohnhäuser und Unternehmen zu verteilen. Derzeit besteht das System aus 120.000 Meilen (190.000 km) langen Strecken, die von 500 verschiedenen Unternehmen verwaltet werden, was zu einem äußerst komplexen System führt. Die Vorbereitung auf Eventualitäten für ein so großes Netzwerk ist eine Herkulesaufgabe, die nur durch den Einsatz fortschrittlicher Technologien möglich ist, die in der Lage sind, Daten ohne Verzögerungen zu übertragen.

Darüber hinaus würde das Erreichen des Ziels, die US-Energiequellen bis 2035 auf CO2-freie Energiequellen umzustellen, angesichts des unvorhersehbaren Effizienzfaktors umweltfreundlicherer Quellen wie Solar- und Windenergie eine enge Zusammenarbeit und umfassende Überwachung zwischen verschiedenen kleineren Netzen erfordern.

Das Superlab 2.0-Projekt kann möglicherweise bessere Lösungen für Probleme auf lokaler und regionaler Ebene finden. In diese Versuche können extreme wetterbedingte Störungen oder Cyberangriffe einbezogen werden. Manager von Energiesystemen, die neue Technologien implementieren, die auf vernetzten Geräten basieren, könnten es hilfreich finden, zu wissen, dass für den Fall, dass Probleme auftreten, getestete Lösungen zur Verfügung stehen.

Darüber hinaus handelt es sich um einen äußerst ressourceneffizienten Ansatz. „Durch die Nutzung der umfangreichen Forschungsressourcen, die im gesamten Laborkomplex vorhanden sind, entfällt die Notwendigkeit, doppelte Ausrüstung zu kaufen.“

Laut NREL ermöglicht es Experten für verschiedene Energietechnologien außerdem, die Anlagen zu verwalten und zu kontrollieren, die sie am besten kennen, und schafft so ein Netzwerk von Forschungsanlagen und Technologieexperten, das weltweit seinesgleichen sucht, um die Energieherausforderungen des Landes direkt anzugehen und die dringendsten voranzutreiben Übergang zu einer sauberen Energiezukunft.