Smarte Stromerzeugung: die 10 Photovoltaik-Trends der Zukunft

Solare Grünstromerzeuger sind bereits fixer Bestandteil im heimischen Energiemix. Doch wie sieht die Photovoltaik der Zukunft aus? Welche Rolle spielen dabei Künstliche Intelligenz, Big Data und 5G? Und wer wird künftig die Energieproduzenten warten? Ein Blick in die Energie-Zukunft.
Photovoltaik-Trends

Das Jahr 2020 ist als das Jahr der Corona-Epidemie in die Geschichte eingegangen. 2021 wird wohl ähnlich in Erinnerung bleiben. Kein Wunder, wurden doch Gesellschaft, Politik und Wirtschaft durch die Krise vor enorme Herausforderungen gestellt. Doch 2020 sorgte auch für Jubel – zumindest in der Energiebranche. Wir erinnern uns: Erneuerbare Energiequellen haben erstmals fossile Brennstoffe überholt. Damit nicht genug: Die internationale Energieagentur (IEA) prognostizierte für 2025, dass regenerative Energiequellen Kohle als größte Energiequelle überall auf dem Erdball überholen würden. Laut Expert*innen muss nun aber rasch der Energie-Turbo gezündet werden, sodass bald tatsächlich nur noch sauberer Strom durch unser Netz fließen kann – allem voran Sonnenstrom.

Saubere Energiequellen fordern neue Technologien

Mit zunehmendem Anteil regenerativer Energien am Energiemix muss allerdings auch sichergestellt werden, dass Netzstabilität und folglich auch Versorgungssicherheit gewährleistet sind. Sprich: Das Stromnetz muss angepasst und effektive Speichermöglichkeiten errichtet werden. Genau dabei könnten künftig moderne Informations- und Kommunikationstechnologien sowie Künstliche Intelligenz (KI) helfen. Einer, der davon jedenfalls fest überzeugt ist, ist Hariram Subramanian, CTO von Huawei Smart PV. Konkret blickt er im Rahmen der „World Future Energy Summit Back to Business Webinar Series“ in die Zukunft der Solarbranche und veröffentlichte dabei in Zusammenarbeit mit anderen Expert*innen neue Photovoltaik-Trends für smarte Anlagen der nahen Zukunft. Wir haben einmal genauer hingehört und mitgeschrieben.

1. Digitalisierung

Trotz des anhaltenden Solarbooms wird der Großteil der laufenden Anlagen heutzutage noch analog betrieben. Die Geräte können folglich weder selbstständig einen Fehleralarm auslösen, noch sind Stromerzeugung und Störmeldungen digital einsehbar. Eines vorweg: Die Digitalisierung zählt ganz klar zu den zukünftigen Photovoltaik-Trends. Denn im Hinblick auf die rasante Entwicklung digitaler Technologien, wie etwa 5G, rechnet Huawei mit einem regelrechten Digitalisierungsschub in der PV-Branche. Demnach sollen bis 2025 unglaubliche 90 Prozent aller Anlagen weltweit vollständig digitalisiert sein.

2. Smarte Upgrades

Mithilfe von KI-gestützten Systemen sollen künftig Investitionsrisiken verringert und Solarerträge erheblich maximiert werden. Die sogenannten Smart-Upgrades erlauben auf Basis von cleveren Diagnosealgorithmen eine frühzeitige Erkennung und Behebung von Störungen. Gleichzeitig kann dank optimiertem Tracker-Algorithmus das Maximum an Leistung aus den Modulen herausgeholt werden. Konkret werden in den nächsten Jahren über 70 Prozent der Solaranlagen mit genau diesen KI-Technologie betrieben werden.

Photovoltaik-Trends
Bis 2025 könnten Arbeiten innerhalb des PV-Geländes unbemannt erfolgen.

3. Unbemannte PV-Anlagen

Selbstlernende KI-Systeme unterstützen Anlagenbesitzer*innen bei Diagnosen und Einschätzungen von Störungen maßgeblich. Damit aber nicht genug: Schon bald sollen Arbeiten in Solarparks völlig unbemannt durchgeführt werden – hochmodernen Drohnen und Robotern sei Dank. Drohneninspektionen und robotergesteuerte Betriebsführungen sollen die Produktivität und Sicherheit von Grünstromerzeugern erhöhen. Bis 2025 könnten demnach mehr als 80 Prozent der Arbeiten im PV-Gelände unbemannt erfolgen.

4. Unterstützung des Stromnetzes

Schon geringe Spannungsschwankungen im Netz könnten eine lückenlose Stromversorgung gefährden. Stichwort: Blackout. Stabilere Wechselrichter, eine erhöhte Resilienz bei Spannungseinbrüchen und eine schnellere Frequenzregelung werden laut Huawei in Zukunft Abhilfe schaffen. Und genau aus diesem Grund werden Solaranlagen bis 2025 von netzangepasst auf netzunterstützend umgestellt.

5. Effektive Speichermöglichkeiten

Damit es erst gar nicht zu solchen flächendeckenden Stromausfällen kommt, bedarf es innovativer Speichersysteme. Diese sorgen für eine Stromversorgung ohne Unterbrechung, gleichzeitig entlasten sie das Stromnetz. Vor allem dann, wenn sie netzoptimiert arbeiten und in Abhängigkeit vom Netzzustand be- und entladen werden. Gute Neuigkeiten: Die Kosten dieses Photovoltaik-Trends werden aufgrund des technischen Fortschritts in den kommenden Jahren sinken. In den nächsten fünf Jahren könnten demnach mehr als 30 Prozent aller solaren Stromproduzenten mit Energiespeichersystemen gekoppelt sein.

6. Virtuelle Kraftwerke im Vormarsch

Virtuelle Kraftwerke zählen dank smarter Photovoltaik ganz klar zu den Photovoltaik-Trends der Zukunft. Mithilfe von 5G, Blockchain und Cloud-Diensten sollen sogenannte Virtual Power Plants (VPP) zusammengeschaltet werden. Eine flexiblere Zeiteinteilung, ein kollaboratives Management sowie eine eigenständige Teilnahme am Strommarkt sollen damit ermöglicht werden. Huawei rechnet damit, dass 2025 mehr als 80 Prozent der privaten Anlagenbesitzer*innen mit VPPs verbunden sind.

Photovoltaik-Trends
Virtual Power Plants werden dank smarter Technologien miteinander verknüpft arbeiten können.

7. Sicherheit im Fokus

Schlechte Verbindungen von Steckverbindern, brüchige oder beschädigte Kabel stellen ein großes Risiko für Mensch und Umgebung dar. Dementsprechend wichtig ist es, vorausschauend zu planen und benötigte Sicherheitsvorkehrungen zu treffen. Die Fehlerlichtbogen-Schutzeinrichtung (AFCI), besser bekannt als Brandschutzschalter, wird daher bis 2025 fester Bestandteil von PV-Dachanlagen und obendrein Teil der internationalen Industrienormen.

8. Höhere Leistungsdichte

Wer eine PV-Anlage installiert, strebt eine gute Stromausbeute an. PV-Anlagenbesitzer*innen erwarten stets eine optimale Leistung und obendrein noch eine einfache Wartung des Wechselrichters. Dank leistungsfähigerer Halbleiter sowie hochentwickelter Steueralgorithmen soll die Leistung von Wechselrichtern in den nächsten fünf Jahren um mehr als 50 Prozent steigen.

9. Flexibles Design

Wechselrichter und Energiespeicher sind Kernkomponenten einer jeden Solaranlage. Aufgrund des technischen Fortschritts werden diese allerdings immer komplexer, eine Vorort-Wartung dieser Geräte durch Fachleute daher auch zunehmend kostspieliger. Die Lösung: ein modulares Design. Dieses ermöglicht die flexible Bereitstellung, reibungslose Erweiterung und fachmännische Wartung der Anlage. Betriebs- und Wartungskosten können erheblich gesenkt werden.

10. Sicherheit und Zuverlässigkeit

Komplexe Netzarchitekturen von modernen PV-Anlagen bergen Sicherheitsrisiken für vernetzte Anlagen. Gleichzeitig werden auch die Datenschutzauflagen für installierte Stromproduzenten immer strenger. Anlagen müssen daher sowohl eine hohe Resilienz als auch eine zuverlässige und lückenlose Stromversorgung gewährleisten – ein hohes Maß an Datenschutz ebenso.

✅ TEXT: SANDRA RAINER
✅ FOTOS: UNSPLASH / Red Zeppelin ; UNSPLASH / Possessed Photography ; UNSPLASH / Federico Beccari
 
 
 
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