FÜR EINE
INTELLIGENTERE
WELT.
Die Zukunftsprognosen der Energieerzeugung sind wie in vielen Bereichen der Vorhersage durch Tatsachen überholt worden. Es gab eine Zeit vor etwa 50 Jahren, als die Zukunft am Bau von kolossalen Kraftwerken abzuhängen schien, die auf nukleare oder fossile Brennstoffe angewiesen sind. Die nächste Welle von Optimismus und Hype hing am sehnlichst erwarteten, jedoch bis heute unterentwickelten Bereich der Wasserstofftechnologien. In deren Weiterentwicklung wird weiterhin investiert und einige Automobilhersteller konzentrieren sich im Besonderen darauf. Der wissenschaftliche Konsens hat sich allerdings in den entwickelten Ländern über den Klimawandel in der Zwischenzeit erheblich geändert, weswegen Planer im Endeffekt ihre früheren Modelle aufgeben müssen. Die zentralisierte Energieerzeugung mit fossilen Brennstoffen oder nuklearen Technologien in großen Kraftwerken ist nicht länger eine Zukunftsvision, an die Klimawandelwissenschaftler, Regulierungsbehörden und die wachsende Mehrzahl der Wähler glauben.
Die Zukunft der Stromerzeugung bewegt sich von den zentralisierten Modellen weg und wendet sich stattdessen dezentralen Energiequellen und sogar noch viel kleineren Einzelenergieerzeugern zu. Die dezentrale, verteilte Stromerzeugung nutzt in der Regel erneuerbare Energiequellen oder Kraft-Wärme-Kopplung, um saubereren, billigeren Strom für kleine Nutzergruppen zu erzeugen. Da diese kleinen Gruppen exponentiell anwachsen, vollführen regulatorische Änderungen und technologischer Fortschritt eine Aufholjagd hinsichtlich des Anschlusses dieser unabhängigen Quellen an das Hauptstromnetz. Eine vollständig synchronisierte Zukunft kann nur durch eine nachhaltige Entwicklung von innovativen Stromerzeugungsanlagen und kontinuierlichen Innovationen bei den digitalen IIoT-Lösungen für die Branche verwirklicht werden. Im Wesentlichen wird eine Kombination von IIoT-Digitalisierung und technischem Fortschritt das sogenannte „Internet der Energie“ zur Realität werden lassen.
ON-DEMAND.
STROMERZEUGUNG NACH BEDARF (EAAS-MODELL)
Es kann einige Zeit dauern, bis es das „unabhängige“ Internet der Energie im großen Maßstab gibt. In der Zwischenzeit ist jedoch bereits die Transformation der Energie von der Ware hin zum Service in vollem Gange. Die heutige Energieproduktion kann bereits mit etwas wie einer Mini-Solarzelle auf einem einzigen Scheunendach beginnen. Vor diesem Hintergrund liegen in der Entwicklung der mittelgroßen Energieerzeuger – Energiequellen versorgen das Hauptstromnetz zu Spitzenlastzeiten mit beträchtlichen Mengen aus dezentral erzeugten Netzwerken – wahrscheinliche Chancen und reales Wachstum. Ob klein, mittel oder groß, das Service-Modell bleibt im Wesentlichen das gleiche: Dezentrale Stromerzeuger können heutzutage Netze mit Elektrizität versorgen. Die Märkte öffnen sich schrittweise sowohl für kommerzielle Unternehmen als auch für kleinere private Stromerzeuger und Gruppen, deren eigene Energieerzeugung einen Überschuss schafft, den diese selbst nicht nutzen können.
Der Wandel der Ansichten bezüglich Regulatorien und Service-Modellen hat mehr Energieerzeuger ermutigt, nennenswerte Strommengen zu erzeugen und zu liefern. Üblicherweise schließen sie ihre eigenen Stromerzeugungsquellen an das Hauptnetz an oder verbinden sich zu Konglomeraten aus kleineren Produzenten, um während der Spitzenlastzeiten, wenn die Energiepreise steigen, ihren Strom einzuspeisen. Diese Marktentwicklung wurde durch das Aufkommen von kreativen digitalen IIoT-Lösungen und die Entwicklung von großen Energiespeichernetzwerken ermöglicht. Diese erlauben das Auffüllen der Energiespeicher außerhalb der Spitzenzeiten (und zu niedrigeren Preisen) und gewährleisten so eine zuverlässige Energieversorgung zu Zeiten verstärkter Nachfrage.
MOBILE
ENERGIE.
DIE ENERGIE VON RELAYR
Eine der neuesten und lukrativsten Anwendungsfelder für IIoT-Lösungen sind die Märkte der boomenden dezentralen Energieerzeugung und Stromspeicherung. Systeme zur Bedarfsabdeckung in Spitzelastzeiten erzeugen und speichern Strom außerhalb der Bedarfsspitzen und verkaufen ihn, wenn die Nachfrage zu den Spitzenzeiten ansteigt, ins Netz. Der Strom stammt gewöhnlich von erneuerbaren Energiequellen oder kohlenstoffarmen Emittenten wie Erdgasturbinen. Eines der größten britischen Unternehmen für Bedarfsabdeckung in Spitzelastzeiten besitzt ein Netzwerk aus über 40 einzelnen Kraftwerken und über 400 Generatoren. Dies gibt ihm eine beeindruckende Leistung von mehr als 1 GW an dezentraler thermischer Stromerzeugung und Batteriespeicherung (genug, um rund 700.000 Eigenheime zu versorgen).
Diese Systeme sind nicht nur für mittlere Wettbewerber einzigartig. Dank der IIoT-Fortschritte können Mikro-Stromgeneratoren, wie Privathäuser mit Solaranlagen oder Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen in Wohnkomplexen, ebenfalls ihren überschüssigen Strom in das Netz einspeisen. Eine effiziente Energiespeicherung ist für Solarenergieerzeuger von grundlegender Bedeutung, da die Stromerzeugung offensichtlich auf bestimmte Zeiträume des Tages beschränkt ist und je nach saisonalen Bedingungen schwanken kann.
Die Aufgabe der IIoT-Lösungen besteht darin, diese geographisch verteilten Generatoren und Speicherpunkte auf Aggregationsstufen zu visualisieren und sicherzustellen, dass der Strom gleichmäßig und kontinuierlich ins Netz fließt. Der andere wichtige Anwendungsbereich für IIoT-Lösungen ist das Gebiet der vorausschauenden Instandhaltungs- und Überwachungssysteme, die benötigt werden, um ein dezentrales Netzwerk aus Stromspeichergeräten mit dem Stromnetz zu verbinden.
Die Vorteile von durch IIoT-Technologien gesteuerten, dezentralen Stromsystemen für industrielle Hersteller und die Möglichkeiten, die diese Innovatoren in der Branche bieten, können nicht hoch genug eingeschätzt werden. Zunächst einmal bedeutet saubere Energie, dass die Schwerindustrie die gesetzlich geforderten Richtwerte für Emissionen leichter einhalten kann. Das Nachrüsten von Maschinen und Prozessen in industriellen Anlagen hilft, die Stellen aufzudecken, an denen Energie unnötigerweise verloren geht und wo Stromsparprogramme optimiert werden können. Darüber hinaus gestalten es die benutzerfreundlichen Überwachungs-, Instandhaltungs- und Monetarisierungssysteme für die stromerzeugenden Geräte attraktiver für industrielle Hersteller, Teil des Netzes zu werden. Dies kann entweder in Form von Standorten für Stromspeicherung, als Generatoren, im Rahmen der Kraft-Wärme-Kopplung oder einfach als Standorte für Solaranlagen oder große Wärmepumpen sein.
ESSENTIELLE
ENERGIE.
Im Gegensatz zu anderen Bereichen der IIoT-Anwendung, sind Energieerzeugung und -speicherung nicht nur Investitionsmöglichkeiten. Produktion und Regulierung von Energie sind eng mit der Zukunft unseres Planeten verbunden. IIoT-Innovationen und -Integrationslösungen sind von grundlegender Bedeutung, wenn die dezentralen erneuerbaren und sauberen Energiequellen eine wichtige Rolle bei der positiven Beeinflussung des Klimawandels spielen sollen. Ein Internet der Energie erfordert die zentralisierte Kontrolle über unzählige dezentrale Systeme und auch individuelle Anbieter, welche dezentrale Technologien zur Stromerzeugung oder -speicherung verwenden. Die technologischen Herausforderungen mögen riesig sein, aber sie sind nicht unüberwindbar, wie der Erfolg von Experten im Bereich Maschinenbau und IIoT, wie relayr, immer wieder beweisen. Viele der elementaren Hardware-Technologien der Zukunft sind tatsächlich bereits umgesetzt worden. Datenverarbeitende Middleware-Plattformen und Programme, die auf künstliche Intelligenz zurückgreifen, ermöglichen es derzeit den dezentralen Energieanbietern, ihre bestehenden Ressourcen in einer zunehmend vernetzten und ambitionierten Branche zu verbessern und zu vergrößern.
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