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UMWELTFREUNDLICH STROM ERZEUGEN

Anfangs stand die "grüne Motivation" im Vordergrund: die Erzeugung von umweltfreundlichem Strom, um dem Klimawandel und den Risiken der atomaren und fossilen Energieerzeugung entgegenzutreten. Heute sind die „Erneuerbaren“ weltweit auf dem Vormarsch. Immer neue Technologien und Geschäftsmodelle machen Erneuerbare Energien preiswerter und damit sowohl für Anbieter als auch Verbraucher zunehmend attraktiver. Die Nachfrage an umweltfreundlichem Strom steigt. Die weltweit installierte Photovoltaik-Leistung lag Ende 2016 bei rund 300 Gigawatt. Laut dem Branchenverband Solar-Power Europe haben darüber hinaus die weltweiten Photovoltaik-Installationen 2016 im Vergleich zum Vorjahr um 50 Prozent zugenommen: Insgesamt 76,2 Gigawatt Leistung wurden letztes Jahr weltweit neu installiert. Mit der steigenden Leistung gehen sinkende Preise einher. Solarstrom ist billiger denn je: 2016 kostete eine Kilowattstunde (kWh) in der Erzeugung vielfach nur noch 3 bis 5 US-Cent. Photovoltaik hat die Energiewende mit begründet. Inzwischen werden immer mehr PV-Großkraftwerke ans Netz angeschlossen. Darüber hinaus erzeugen Privatpersonen sowie Unternehmen selbst Strom aus PV-Anlagen auf ihren Haus- oder Fabrikdächern. In Zukunft wird es Millionen großer und kleiner dezentraler Energieerzeuger geben, die sich vielfach auch autark versorgen können. PV-Anlagen auf Hausdächern sind  inzwischen ein weit verbreitetes Bild in Deutschland – Tendenz steigend. Die Eigeninitiative lohnt sich heute auch für den einzelnen Verbraucher, der als Prosumer gleichzeitig auch Erzeuger sein kann.

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STROM INTELLIGENT VERTEILEN

Je mehr Strom aus Erneuerbaren Energien erzeugt werden kann, desto mehr stellt sich die Frage der Verteilung und der effektiven Nutzung. Denn nicht immer wird der Strom dort erzeugt, wo er auch verbraucht wird – ob in solaren Großkraftwerken oder auf privaten Hausdächern. Hinzu kommt, dass Wind- und Sonnenenergie nicht konstant zu jeder Tages-und Nachtzeit in gleicher Menge produziert werden. Es gilt also, diese zeitlichen und örtlichen Versorgungslücken zu überwinden sowie Lösungen und Geschäftsmodelle für eine effiziente und intelligente Verteilung zu entwickeln. Das erfordert nicht nur ein Umdenken sondern auch neue Technologien: Der Transport von Strom in modernen Netzen muss neu organisiert und die Verteilung effizient und intelligent abgewickelt werden. Der konventionelle Netzausbau stößt dabei an seine Grenzen. Hier kommt die Digitalisierung ins Spiel. Die Digitalisierung betrifft alle Kernbereiche der neuen Energiewelt. Bei der Verteilung des Stroms und der Flexibilisierung der Nachfrage spielt sie neben der Stromspeicherung eine besonders große Rolle. Die digitale Transformation bringt den dezentralen Energiemarkt wieder zusammen und macht die unterschiedlichen Ressourcen effizient nutzbar. Die Basis dafür sind intelligente Stromnetze, also „Smart Grids“. Sie sorgen dafür, dass Erzeugung und Verbrauch aufeinander abgestimmt werden – ein überaus wichtiger Aspekt mit Blick auf die Versorgungssicherheit und Netzstabilität. Überlastungen, die durch entsprechende Wetterlagen – wie viel Wind oder Sonne – entstehen, müssen abgefangen, Engpässe ausgeglichen werden. Smart Grids und die Digitalisierung entlang der Energiewertschöpfungskette machen das möglich.

STROM EFFIZIENT SPEICHERN

Perfekt ergänzt werden die Erneuerbaren Energien durch Speicher, die den produzierten Strom aufnehmen und bei Bedarf wieder zur Verfügung stellen können. Speicherlösungen für erneuerbare Energien in allen Größen, von Anwendungen in Haushalt und Gewerbe bis hin zu netzstabilisierenden Großspeichern, sind starke Wachstumsmärkte. Für Solarspeicher in Deutschland prognostiziert der Branchenverband BSW-Solar beispielsweise bis Ende 2018 nahezu eine Verdoppelung der derzeitigen Installationszahlen auf 100.000 Systeme. Für die USA rechnet GTM Research bereits 2018 mit über 1 Mrd $ jährlichem Marktvolumen für Energiespeicher. Der Ausbau von Energiespeichersystemen, die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen sowie sinkende Zellpreise treiben die Verbreitung wiederaufladbarer Batterien insgesamt an. Weltweit erwartet Avicenne Energy bis 2020 einen jährlichen Markt von 475 GWh oder 80 Mrd $ für alle wiederaufladbaren Batterietechnologien. Bei der zunehmend dezentralen Energie-Infrastruktur im erneuerbaren Energiesystem spielt die Digitalisierung eine immer größere Rolle: Smarte Speichersysteme, die sowohl mit Erzeugeranlagen als auch mit der Verbraucherseite kommunizieren, können Ungleichgewichte beheben und bei der intelligenten Verteilung des produzierten Stroms unterstützen. Großspeicher oder Speicher-Communities stabilisieren die Energieversorgung, indem sie den Strom mehrerer Solar- oder Windenergieanlagen aufnehmen, wenn dieser zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht direkt ins Netz eingespeist werden kann. Der Strom wird später eingespeist, auf dem Markt für Regelenergie verkauft, oder beispielsweise zur Lastspitzenkappung selbst verbraucht. Damit schaffen Energiespeicher auch Investitionssicherheit und Flexibilität für private und gewerbliche Verbraucher.

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STROM SINNVOLL VERBRAUCHEN

Wo einst Großkraftwerke fernab der Verbraucher standen, sind es heute zunehmend Photovoltaikanlagen, Blockheizkraftwerke oder Wärmepumpen, die Strom und Wärme dort produzieren, wo sie benötigt werden: in Städten und Gemeinden, in Industriebetrieben, Liegenschaften und Wohngebäuden, kurz: direkt beim Verbraucher. Mit der Dezentralisierung der Energiewirtschaft nimmt auch der Bedarf an intelligenten Regelungen zu, die Erzeugung und Verbrauch miteinander vernetzen und optimal aufeinander abstimmen. Ob Smart Meter, Smart Grid oder Smart Buildings – die Digitalisierung des Energiesystems hat längst Einzug gehalten in Industrie, Gewerbe, öffentliche Einrichtungen und Privathaushalten. Großes Potenzial zur Nutzung effizienter Energietechniken und erneuerbaren Energien besteht im Bereich der Gebäude für die Erzeugung von Strom, Wärme und Kälte. Hier setzen sich bereits heute zunehmend intelligente Systeme der Sensorik und Steuerung durch, die künftig noch größere Bedeutung im Energiemanagement der Gebäude einnehmen werden. In dieser neuen Energiewelt sind Kunden nicht mehr monopolgebundene und passive Energieabnehmer wie früher, sondern wichtige Akteure, die Verantwortung für den eigenen Energiebedarf und dessen intelligente Steuerung übernehmen und selbst zu Energieproduzenten werden. Mieterstrom, Energiegenossenschaften, Contracting, Schwarmstrom-Angebote – die Grenzen zwischen Erzeuger und Verbraucher sind in Zukunft fließend, neue Geschäftsmodelle werden entstehen. Der künftige Akteur heißt »Prosumer«. Er ist beides in einer Person: Energieproduzent (Producer) und gleichzeitig Verbraucher (Consumer).

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STROMVERBRAUCH MOBILER ART

Stationäre Erzeugungs- und Speicherlösungen werden zunehmend ergänzt durch mobile Konzepte. Zum einen nutzen Elektroautos regenerative Energien für den Antrieb. Zum anderen sind sie dank zunehmend leistungsfähiger Lithium-Ionen-Akkus auch eine Speicherressource, die in der digitalisierten Energiewertschöpfungskette in das Stromnetz integriert werden kann. So können Elektroautos einen entscheidenden Beitrag zur Netzstabilität leisten. Denn mit Hilfe der Vehicle-to-Grid-Technologie (V2G) ist es möglich, Fahrzeuge mit Verbindung zum Netz bei Lastspitzen automatisch zu laden. Umgekehrt kann die gespeicherte Energie in E-Autos den Mehrbedarf zu Spitzenzeiten ausgleichen.

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