Die Nutzung dezentraler Energiesysteme führt zu einem grundlegenden Wandel des Energieversorgungssystems. Mit der Einspeisung von Solar- und Windenergie in das Verteilnetz wechselt immer häufiger die Energieflussrichtung. Die Planung und der Betrieb der Energienetze muss sich an diese neuen Bedingungen anpassen. Die Energierückflüsse führen zu Überlastungen von Leitungen und Transformatoren und die Spannung an den Netzanschlusspunkten können die zulässigen Grenzwerte überschreiten. Für den sicheren Betrieb sind deshalb in Zukunft in den Mittel- und Niederspannungsnetzen deutlich mehr Messwerte notwendig. Netzbetreiber benötigen direkten Zugriff auf die Millionen dezentraler Energiesysteme. Diese Weiterentwicklung des Stromnetzes wird als Smart Grid bezeichnet.
Die THU wirkt seit 10 Jahren aktiv an der Entwicklung und Erprobung von Smart Grids mit. Im Smart Grids Labor steht eine Testumgebung für Software und Hardware in the Loop Analysen von Smart Grid Komponenten zur Verfügung. Das Zusammenspiel von Solarstrom, Batteriesystemen und flexiblen Lasten mit Smart Metern, Smart Meter Gateways (iMSys), Steuerboxen (Controllable Local Systems) und der Experimentellen Verteilnetz Leitwarte (SIEMENS SPECTRUM POWER 5) wird erforscht. Neben dem Stromnetz werden auch die Wechselwirkungen mit Wärme und Gasnetzen untersucht, und neue Geschäftsmodelle auf der Basis von Smart Grids entwickelt und erprobt.
Daneben befasst sich der Forschungsschwerpunkt mit Energiemeteorologie. Angesichts der stark zunehmenden Bedeutung von Wetter und Klima für die Energieversorgung durch erneuerbare Energiequellen wird eine möglichst vollständige Beschreibung der Wechselwirkungen des gesamten Energieversorgungssystems mit den meteorologischen Randbedingungen immer wichtiger. Hieraus entsteht ein erheblicher Bedarf an der Entwicklung neuer Mess- und Vorhersagemethoden zur Bereitstellung von spezifisch für Energiesysteme angepassten meteorologischen Informationen. Dazu bedarf es einer hochgradig disziplinübergreifenden Zusammenarbeit von Meteorologie, Physik, Ökologie, Ingenieurwissenschaften, Informatik und Ökonomie, um den vielfältigen Aspekten und Zusammenhängen des gesamten Energiesystems gerecht zu werden.
