IoT für erneuerbare Energien nutzen: Nachhaltige, kosteneffiziente Stromlösungen

Es wäre keine Untertreibung zu sagen, dass Erneuerbare die primären Energiequellen sein werden, die unsere Zukunft antreiben. Ihre Adoption steigt kontinuierlich in beispielloser Rate und ermöglicht die Schaffung smarter Energielösungen.

Sie sind sicherlich eine bessere Alternative als die bereits begrenzten nicht-erneuerbaren Ressourcen, die schädliche Gase emittieren. Die Implementierung von Erneuerbaren wächst astronomisch – und das kosteneffizient. In den letzten 18 Jahren hat die Nutzung erneuerbarer Energiequellen in den USA allein um 100 % zugenommen. In einigen Ländern ist erneuerbare Energie sogar günstiger als fossile Brennstoffe.

Durch den Einsatz moderner disruptiver Technologien kann die Akzeptanz erneuerbarer Energiequellen weiter verbessert werden. Die Integration von IoT in den Erneuerbaren-Energiesektor ermöglicht dessen Expansion in großem Maße. Anwendungen des Internet of Things mildern mehrere Herausforderungen, die die Akzeptanz von Erneuerbaren limitieren.

Im Folgenden einige IoT-Anwendungen in erneuerbaren Energien, die die Schaffung einer nachhaltigen Zukunft befähigen:

1) Automatisierung zur Steigerung der Gesamtproduktion:

Solar- und Windenergie sind die beliebtesten erneuerbaren Energiequellen. Ihre Fülle und Zuverlässigkeit haben ihnen geholfen, mehr als alle anderen Erneuerbaren zu florieren. 2019 deckte Deutschland ein Viertel seines Energiebedarfs aus Windparks.

Die mit der Energieerzeugung durch diese Ressourcen verbundenen Kosten sind ebenfalls signifikant gesunken. Seit 1977 sind die Kosten für Solarpaneele um 99 % gefallen. Deutschland, China und Japan zählen zu den globalen Führern in der Solarnutzung.

Die Assimilation von IoT in Solar- und Windenergiesysteme zusammen mit Sensoranwendungen kann ihre Zuverlässigkeit weiter erhöhen. Um die Energieproduktion zu maximieren, nutzen die meisten Solarpaneele Dual-Achsen-Tracker. Diese Tracking-Systeme kalibrieren den Winkel der Solarpaneele und helfen ihnen, den ganzen Tag über maximale Sonneneinstrahlung zu erhalten.

IoT-Systeme können genutzt werden, um diese Tracking-Systeme ferngesteuert zu regeln und zu kontrollieren, um maximale Energieproduktions-effizienz sicherzustellen. Durch Analytik-Lösungen kann die Sonnenbewegung verfolgt werden, was dann zur automatischen Anpassung des Solarpaneelwinkels genutzt werden kann. Ebenso kann IoT in der Windenergie genutzt werden, um verschiedene Parameter zu überwachen, die die Stromerzeugung beeinflussen.

2) Smart Grids für erhöhte Erneuerbaren-Implementierung:

Ein Faktor, der das Wachstum erneuerbarer Energie einschränkt, ist das unzuverlässige Übertragungs- und Verteilersystem. Traditionelle Stromnetze wurden gebaut, um die einseitige Übertragung von gleichmäßiger Energie aus Kraftwerken zu unterstützen und Kunden monatlich abzurechnen. Diese Netze sind daher nicht geeignet, die schwankende Stromversorgung aus erneuerbaren Quellen zu unterstützen. Verstehen wir dies an einem Beispiel:

Stellen Sie sich einen Solarpark vor, der den umgewandelten Strom an Nutzer überträgt und überschüssigen Strom in einer Batterie für die Nacht speichert. An einem bestimmten Tag kann das Paneel jedoch nicht die erforderliche Strommenge erzeugen, wenn Wolken den Himmel bedecken. Diese Abhängigkeit erneuerbarer Energie von Wetterbedingungen kann daher nicht von konventionellen Stromnetzen unterstützt werden.

IoT hat die Schaffung von Smart Grids ermöglicht, die manuelles Umschalten zwischen Erneuerbaren und etablierten Kraftwerken unterstützen, um eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zu gewährleisten. Dieses Umschalten hilft Smart Grids, die variable Natur erneuerbarer Energie zu unterstützen und eine non-stop Energieversorgung für Verbraucher zu ermöglichen.

IoT erhöht die Adoption von Erneuerbaren:

Die bahnbrechende Entwicklung von Smart Grids durch IoT hat das Wachstum erneuerbarer Energiequellen eskaliert. Sie bieten erstaunliche Vorteile im Zusammenhang mit Stromverbrauchsüberwachung und Echtzeit-Alarmen, die Energieversorgern ermöglichen, erneuerbare Quellen für die Energieverteilung einzubeziehen. Im Folgenden einige dieser Vorteile:

1) Beitrag von Endverbrauchern:

Auch Endverbraucher nehmen nun Erneuerbare an, um ihre Stromrechnungen zu senken und autark zu werden. Viele Länder wie Indien gewähren Solarsubventionen an ihre Bürger, um die Adoption von Erneuerbaren weiter zu steigern.

Länder helfen Bürgern, Solaranlagen auf ihren Dächern zu entwickeln und für persönliche Strombedürfnisse zu nutzen. Zudem können Verbraucher überschüssigen Strom in Smart Grids einspeisen und dafür Geld erhalten. Dies hilft Ländern, die Gesamtadoption von Erneuerbaren zu erhöhen und eine grünere Umwelt für Bürger zu schaffen.

2) Ausgleich von Angebot und Nachfrage:

Smart Grids ermöglichen Energieversorgern, Verbrauchern eine konsistente Stromversorgung zu bieten. Die Integration von IoT in erneuerbare Energie hilft Energielieferanten, Strom aus erneuerbaren Quellen aufzunehmen und den Endverbraucherbedarf zu decken.

Der Einsatz smarter Energiemesser auf kommerzieller Ebene liefert Echtzeit-Verbrauchsdaten an Stromlieferanten. Durch Analytik- und Datenverarbeitungslösungen können sie auch Trends und Muster zu Spitzenlastbedingungen entwickeln. So können Versorger durch manuelle Umschalttechniken den Einsatz von Kraftwerken während normaler Off-Peak-Zeiten reduzieren und diese nur bei extremer Stromnachfrage laufen lassen.

So können Versorger Angebots- und Nachfragebedingungen ausbalancieren und auch die Emission giftiger Substanzen in die Umwelt begrenzen.

3) Kosteneffizienz:

Laut Forschung können die globalen Energiebedarfe gedeckt werden, wenn wir nur 1,2 % der Solarenergie aus der Sahara-Wüste (ca. 110.400 km²) nutzen könnten. Doch es gibt noch diverse Komplikationen. Beispielsweise ist der Bau und die Verwaltung einer so großen Solarfarm keine leichte Aufgabe. Zudem gibt es Verluste bei der Übertragung und Verteilung von Strom von so einem entfernten Standort. Beispielsweise können Übertragungsverluste bei langen Distanzen bis zu 10 % erreichen.

Diese Komplikationen und Herausforderungen verhindern das eskalierte Wachstum von Solar- und erneuerbarer Energie insgesamt. Die Implementierung von IoT in Solarenergie kann die Kosten für Bau und Verwaltung von Solaranlagen in gewissem Maße reduzieren. Echtzeitüberwachung und prädiktive Analytik-Features von IoT können genutzt werden, um Parameter zu überwachen, die die Effizienz des Kraftwerks verringern oder unerwartete Ausfälle verursachen können. So können Versorger einige Kosten für Inspektion und Reparaturen einsparen und ihre Effizienz verbessern.

FAZIT:

IoT hat die Nutzung von Erneuerbaren drastisch verbessert. Energieversorger nutzen nun Erneuerbare, um konsistenten Stromfluss an ihre Bürger zu liefern. Das Internet of Things hat bereits die Adoption von Solar- und Windenergie erhöht. Seine Anwendungen werden für Geothermie, Biogas und Wasserkraftwerke zu sehen sein.

Laut einer Umfrage ist die globale geothermische Ressourcenbasis sogar größer als die von Kohle, Gas, Uran und Öl zusammen. Deutlich wird: Erneuerbare sind die Zukunft der Existenz. Ihre Akzeptanz wird schrittweise, aber definitiv unsere wachsenden Strombedürfnisse decken.