Der Kampf gegen die globale Erwärmung hat weitreichende Konsequenzen für Gesellschaften, Unternehmen und Einzelpersonen weltweit. Umweltbewusste Menschen möchten zur Transition zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft beitragen. Digitale Werkzeuge und Lösungen bieten ihnen die Möglichkeit, ihren eigenen Worten Taten folgen zu lassen.

Global denken, lokal handeln

Im Energiesektor verändern das wachsende Engagement und der Aktivismus der Verbraucher das Geschäft und zwingen Energieerzeuger und -versorger dazu, ein neues Maß an Service und Transparenz anzubieten. 

Passive Konsumenten werden zunehmend durch Aktivisten und Prosumenten ersetzt – Konsumenten, die sich an der Entwicklung von Produkten beteiligen – da sich immer mehr Menschen an der Basis engagieren, um dem Planeten zu helfen.

Die Kunden wollen ihren Energieverbrauch kontrollieren und wissen, woher ihr Strom kommt. Sie wünschen sich eine Anleitung, wie sie als Einzelpersonen zur Dekarbonisierung beitragen können, indem sie erneuerbare Energien kaufen und verantwortungsvoller nutzen.

 Dezentralisierung des Smart Grids

Der Trend zum Empowering von Konsumenten wäre ohne Digitalisierung nicht denkbar – digitale Tools machen den Wandel vom Konsumenten zum Prosumenten möglich. 

Diese Demokratisierung geht Hand in Hand mit der Dezentralisierung unseres Energiesystems. Die Energiesysteme der Zukunft werden radikal anders aussehen. Wir bewegen uns weg von einer kleinen Anzahl kleiner, konventioneller Kraftwerke, die ein zentrales Verteilungssystem speisen, hin zu einem Smart Grid, das erneuerbare Energiequellen in die Stromversorgung integriert, die Energieerzeugung und -speicherung dezentralisiert und mit integrierter Flexibilität und Intelligenz ausgestattet ist.

"Um diesen neuen Kundenanforderungen gerecht zu werden, entwickeln sich Energieunternehmen von Lieferanten zu Beratern und bieten ihren Kunden Echtzeitdaten zu Verbrauch und Kosten an, indem sie intelligente Zähler, flexible Abrechnungssysteme und Smartphone-Apps entwickeln.

Umgang mit der Duck-Kurve

Die konventionelle, zentralisierte Energieerzeugung und -verteilung ist in der Regel einfach zu steuern, um die sich ändernden Nachfragemuster im Laufe des Tages auszugleichen. Bei erneuerbaren Energien kann dies jedoch zu Schwierigkeiten führen.

Solarenergie erreicht in der Regel ihren Höhepunkt in der Mitte des Tages, während der Energiebedarf um den Sonnenuntergang herum steigt und in den Abendstunden seinen Höhepunkt erreicht. Die daraus entstehende, charakteristische, einer Ente ähnelnde Kurve, verdeutlicht das Timing-Ungleichgewicht im Tagesverlauf.

Die sogenannte Duck-Kurve ist eine der vielen Herausforderungen, mit denen sich Ingenieure konfrontiert sehen, wenn sie das Smart Grid der Zukunft konstruieren. Das zentralisierte Netz wird nach und nach durch ein hochgradig verteiltes System für Energieerzeugung, -speicherung und -verbrauch ersetzt.

Die Energie wird dabei aus einer Vielzahl verschiedener Quellen unterschiedlicher Größe stammen, von großen Offshore-Windparks bis hin zu den Sonnenkollektoren auf dem Dach eines Hauses. Alle diese Quellen speisen in das Netz der erneuerbaren Energien ein.

Um das Missverhältnis zwischen Produktion und Nachfrage zu bewältigen, muss Energie für die spätere Verwendung gespeichert werden. Die Speicherung von Energie wird daher in vielfältigen Formen erfolgen, wobei zwischen zentralisierten und dezentralen Systemen mit unterschiedlichen Kapazitäten gewählt werden kann.

Veränderter Verbrauch

Der Trend zur Elektrifizierung, einschließlich Innovationen wie Elektrofahrzeugen und Wärmepumpen, verändert die Nachfragemuster. Während die Verbraucher früher nur passiv für ihren Energieverbrauch zahlten, beginnen sie nun, sich an dem System zu beteiligen, um ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren. Dies geschieht, indem sie die von ihnen produzierte Energie in das Netz einspeisen oder Energie erhalten und vorübergehend in der Batterie speichern, die ihr Haus oder ihr Auto antreibt.

Das Smart Grid ist eine innovative Infrastruktur, die auf der digitalen Kommunikationstechnologie basiert. Es umfasst eine Reihe von Komponenten, darunter Computer, Kabel, Steuerungen und Automatisierungssysteme. Diese neue Kommunikationsinfrastruktur, die auf der bestehenden Strominfrastruktur aufbaut, ermöglicht eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Versorgungsunternehmen und seinen Kunden. Dadurch kann das Versorgungsunternehmen auf sich ändernde Stromnachfrage schnell und effizient reagieren.

"Digitale Tools machen das Netz flexibel und robust genug, um Schwankungen im Verbrauch sowie in der Produktion über Stunden, Tage und Wochen zu bewältigen.

Vielfältig und verteilt

Dezentrale Energieressourcen (DER) oder energiebezogene Technologien wie Elektrofahrzeuge, Batteriespeicher, Solarsysteme, intelligente Thermostate, Wärmepumpen und vieles mehr sind an das Verteilnetz angeschlossen. Dies stellt Stromhändler und Verteilnetzbetreiber vor große Herausforderungen. 

Sie sind nicht nur angehalten, die genannten Technologien in den bestehenden Netzbetrieb zu integrieren, sondern auch im Rahmen von Programmen für virtuelle Kraftwerke (VPP) oder Demand Response (DR) zu steuern.

Der Trend zu dezentralen Energieressourcen stört bestehende Geschäftsmodelle und traditionelle Produktangebote. Vertriebsunternehmen und Power-Einzelhändler sind folglich angehalten, agiler zu werden, ihre Kundenwertversprechen neu zu definieren und mehrere Betriebs- und Ertragsmodelle gleichzeitig zu betreiben.

Das Rückgrat des grünen Wandels

Das neue demokratische und dezentrale Energieinternet wird das Rückgrat des Übergangs zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft sein.Ingenieure und Softwareentwickler werden bei der Entwicklung der Bausteine eine Schlüsselrolle einnehmen, sei es bei Ladelösungen für Fahrzeuge, Biokraftstoffen, dynamischer Energieabrechnung oder Steuerungssystemen zur Überwachung von Angebot und Nachfrage nahezu in Echtzeit. 

Ingenieure und Softwareentwickler werden die digitalen Lösungen entwickeln, die Energieunternehmen dabei helfen werden, die zunehmende Durchdringung von DER zu bewältigen und einen Mehrwert daraus zu ziehen.

Akkodis hat für das EU-SysFlex-Demonstrationsprogramm eine Demonstratorplattform für den digitalen Austausch zwischen Energiesystem-Marktteilnehmern entwickelt. Die Plattform nutzt die sichere Datenaustauschinfrastruktur von Estfeed2, die auf dem Open-Source-Projekt X-Road basiert, dem Rückgrat der blockchainbasierten Behördendienste von e-Estonia.Die Datenanalyseplattform von Akkodis ermöglicht Transparenz, Prognosen und Simulationen des Betriebs des Energiesystems in nahezu Echtzeit.

SysFlex ist ein Programm, in dem ein Konsortium aus Regierungen, Energieunternehmen sowie Digital- und Engineering-Experten Systembetriebs- und Flexibilitätslösungen für die Integration von 50 % erneuerbarer Energien in das paneuropäische Stromsystem bis 2030 getestet hat. 

Ziel der Demonstratorplattform war es, einen schnellen und sicheren Betrieb in einem zunehmend dezentralen Energiesystem mit zahlreichen Marktteilnehmern und Regulierungsbehörden zu ermöglichen und Daten sehr zeitnah zu verwalten.

Akkodis unterstützt einen der führenden europäischen Entwickler von hochmodernen, intelligenten und vernetzten Energiespeicherlösungen. SENEC mit Sitz in Leipzig entwickelt Energiesysteme für Hausbesitzer und integriert Solarmodule, Stromspeicher und Fahrzeugladung in einer Lösung.

Das Herzstück des SENEC-Portfolios ist die SENEC.Energiespeicherbox für zu Hause.Die neueste Version, SENEC.Home 4, kann bis zu 25,2 kWh speichern. Allerdings ist nicht allein die Speicherkapazität entscheidend für die Bewertung einer Batterie. Um Kunden einen Mehrwert zu bieten, müssen Batterien mit anderen Systemen und Infrastrukturen kompatibel sein, beispielsweise mit Abrechnungssoftware, Installations- und Wartungssystemen, Backends, Datenbanken und vieles mehr.

Seit 2019 hat Akkodis einen Großteil der notwendigen Software entwickelt. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei die Gewährleistung der Skalierbarkeit.In der Zusammenarbeit mit SENEC, das innerhalb von nur drei Jahren auf 500 Mitarbeiter angewachsen ist und eine Expansion nach Italien und Australien plant, leistet Akkodis einen wesentlichen Beitrag.

In Australien hat Akkodis mit einem führenden Energieerzeuger und -händler zusammengearbeitet, um E-Flex zu entwickeln. Hierbei handelt es sich um eine intelligente Lösung für das Management verteilter Energieressourcen, die das Risiko negativer Preise auf dem Regelenergiemarkt reduziert. 

Australien ist ein herausfordernder Markt, wenn es um die Volatilität der Strompreise geht. Das Land verfügt über eine der weltweit größten Durchdringungsraten von Solardachanlagen, den schnellen Einsatz intermittierender erneuerbarer Energien und Fünf-Minuten-Abrechnungen. Negative Strompreise sind inzwischen zur Norm geworden, und die Anzahl der Stunden mit negativen Preisen hat in den letzten Jahren stetig zugenommen. Dies hat einen negativen Einfluss auf die Rentabilität der Energieunternehmen.

Das von Akkodis auf Microsoft Azure entwickelte E-Flex-Analysemodell nutzt fortschrittliches maschinelles Lernen, um negative Preisereignisse für die Solarstromerzeugung der Kunden vorherzusagen. Hierzu werden Energieverbrauchsdaten und Preisdaten des Energiegroßhandelsmarktes herangezogen. Basierend auf dem prognostizierten Schwellenwert schaltet er mit seiner intelligenten DER-Steuerung die Solaranlagen der Kunden während des negativen Preisfensters automatisch ab, um Verluste einzudämmen.