Huawei erwartet 10 Smart PV-Trends bis 2025
(ots) - In den kommenden 5 bis 10 Jahren wird ein
immer größerer Anteil der Stromversorgung durch regenerative Energien gedeckt
werden. Die Solarenergie ist dabei die wichtigste Form der erneuerbaren Energien
und wird eine tragende Rolle bei der Energiewende spielen. Mit dem zunehmenden
Anteil regenerativer Energien an der gesamten Energieproduktion muss aber
unbedingt sichergestellt sein, dass die Kraftwerke sicher, zuverlässig und
kosteneffektiv arbeiten.
Junge IKT-Technologien wie KI, Cloud, Big Data und 5G entwickeln sich rasant
weiter. Mit Blick auf die neuesten Technologietrends bei Leistungselektronik hat
Huawei in Zusammenarbeit mit Fachleuten 10 aufstrebende Techniktrends für Smart
PV bis 2025 veröffentlicht. Diese Trends erstrecken sich in vier Dimensionen:
niedrigere Stromgestehungskosten (LCOE), freundliches Stromnetz, intelligente
Konvergenz sowie Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit. Auf Basis dieser Trends
soll sich die Branche in Richtung intelligente, grüne Lösungen entwickeln.
Darüber hinaus liefern sie Einblicke in die Innovationsarbeit und das dynamische
Wachstum des Erneuerbare-Energien-Sektors.
Trend 1: Digitalisierung
Hauptpunkt: Mehr als 90 % aller weltweiten PV-Anlagen werden digitalisiert sein.
Trotz des weltweit boomenden PV-Markts gibt es in PV-Anlagen immer noch viel
"dumme" Technik, von Stromerzeugung bis Kommunikation. Diese Geräte lassen sich
nicht effektiv überwachen und geben auch keine Störmeldungen aus. Angesichts der
rasanten Entwicklung digitaler Technologien wie 5G und Cloud geht man davon aus,
dass bis 2025 mehr als 90 % aller PV-Anlagen komplett digitalisiert sein werden.
Der Betrieb solcher Anlagen läuft einfach, intelligent und effizient.
Trend 2: KI-gestützte Smart Upgrades
Hauptpunkt: Bei über 70 % aller PV-Anlagen werden KI-Techniken zum Einsatz
kommen.
Durch die tiefe Integration von KI und PV wird die Sensorik und Vernetzung
zwischen den Geräten erleichtert, außerdem ermöglicht die kollaborative
Optimierung Effizienzgewinne bei Stromerzeugung sowie O&M (Betrieb und Wartung).
Durch KI-Techniken ergeben sich vielversprechende Möglichkeiten, um PV-Systeme
auf den Stand der Zeit zu bringen. Denkbar sind die proaktive Erkennung und
Behebung von Störungen bei PV-Modulen und Geräten mittels
KI-Diagnosealgorithmen, die Optimierung der Algorithmen für Nachführsysteme
durch massive Anlagendaten und Selbstlernen für eine höhere Ausbeute oder auch
Synergien durch die KI-gestützte Speicherung der Solarenergie zur automatischen
Ertragsoptimierung des PV-Energiespeichersystems. Mit weiter sinkenden LCOE und
zunehmender O&M-Komplexität wird erwartet, dass sich KI-Techniken bei PV-Anlagen
auf breiter Front durchsetzen werden.
Trend 3: Unbemannte PV-Anlagen
Hauptpunkt: Mehr als 80 % aller Arbeitsschritte in PV-Anlagen werden ohne
menschlichen Eingriff erfolgen.
KI und Internet der Dinge (IoT) werden intelligente Produkte und
Dienstleistungen hervorbringen, die den Betrieb der gesamten PV-Lösung
dramatisch vereinfachen werden. Mit integrierter Facherfahrung und
kontinuierlichem Selbstlernen wird sich KI auf breiter Basis durchsetzen, um
O&M-Experten in vielen Diagnose- und Entscheidungsfunktionen zu ersetzen.
Gefährliche und monotone O&M-Arbeiten, die ein anhaltend hohes Maß an Präzision
erfordern, werden mittels Drohneninspektion und robotergesteuerter automatischer
O&M durchgeführt. Dies erhöht die Produktivität und Sicherheit von PV-Anlagen.
Es wird erwartet, dass zukünftige PV-Anlagen komplett unbemannt betrieben
werden.
Trend 4: Proaktive Unterstützung des Stromnetzes
Hauptpunkt: Während sich heute PV-Anlagen dem Stromnetz anpassen, werden sie in
Zukunft das Stromnetz unterstützen.
Der zunehmende Durchdringungsgrad von Leistungselektronik-gekoppelter Energie
wird sich negativ auf die Stärke von Stromnetzen auswirken und der breiteren
Anwendung von PV-Systemen im Wege stehen. In den kommenden 5 Jahren müssen sich
Stromnetz-adaptive PV-Anlagen schrittweise weiterentwickeln, um das Stromnetz zu
unterstützen. In diesem Zusammenhang müssen Wechselrichter Mechanismen wie eine
breite Anpassbarkeit bezüglich des Kurzschlussverhältnisses (SCR), eine
Kontrolle der Oberschwingströme innerhalb 1 %, fortlaufendes HVRT/LVRT (High/Low
Voltage Ride Through) und schnelle Frequenzregelung unterstützen. Für die
Netzanbindung ist dies unerlässlich.
Trend 5: Solar + Speicher
Hauptpunkt: Der Anteil der an Energiespeichersysteme gekoppelten PV-Anlagen wird
30 % übersteigen.
Mit der wachsenden Bedeutung regenerativer Energiequellen werden sich die
Anforderungen der Stromnetze bezüglich Frequenzregelung und Spitzenausgleich
verschärfen. Parallel dazu werden Batterien durch technologischen Fortschritt
immer billiger. Man geht davon aus, dass Energiespeichersysteme Hand in Hand mit
PV-Anlagen arbeiten und eine Schlüsselrolle einnehmen werden. Laut Schätzungen
werden bis 2025 mehr als 30 % aller PV-Anlagen mit Energiespeichersystemen
gekoppelt sein.
Trend 6: Virtuelle Kraftwerke
Hauptpunkt: Mehr als 80 % aller Systeme in Privathaushalten werden an VPP-Netze
angebunden sein (VPP=Virtuelles Kraftwerk).
In den nächsten 5 Jahren werden sich IKT-Technologien wie 5G, Blockchain und
Cloud-Dienste bei dezentralisierten Kraftwerken auf breiter Basis durchsetzen.
Daraus entstehen VPP für kollaboratives Management mit vereinfachter Zeitplanung
sowie Transaktions- und Zusatzdiensten für Stromerzeugungssysteme. Moderne
VPP-Technologien werden neue Geschäftsmodelle hervorbringen und neue
Marktteilnehmer in dezentralisierten PV-Szenarien anlocken - ein Wachstumsmotor
für dezentralisierte PV-Anlagen.
Trend 7: Aktive Sicherheit
Hauptpunkt: Brandschutzschalter (AFCI) werden bei dezentralisierten
PV-Aufdachanlagen unverzichtbar werden und den Weg in internationale
Industriestandards finden.
Mit dem Vormarsch dezentralisierter PV-Anlagen müssen Bedenken bezüglich der
Gebäude- und persönlichen Sicherheit sehr ernst genommen werden. Risiken durch
PV-Lichtbogenbildung, verursacht durch mangelhaften Kontakt von Knoten in
PV-Modulen, mangelhafte Leistung von PV-Konnektoren oder brüchige oder
beschädigte Kabel, müssen von der Branche unbedingt beherrscht werden. Zum Zweck
der Risikominderung werden Brandschutzschalter (AFCI) bei dezentralisierten
PV-Aufdachanlagen zur Serienausstattung gehören und den Weg in internationale
Industriestandards finden.
Trend 8: Hohe Leistungsdichte
Hauptpunkt: Die Leistungsdichte von Wechselrichtern wird um mehr als 50 %
zunehmen.
In Erwartung sinkender LCOE bei der Solarstromerzeugung werden die Anforderungen
bezüglich höherer Leistung von Einzelmodulen und einfacher Wartung von
Wechselrichtern steigen. Dafür braucht es eine höhere Leistungsdichte. Durch
bahnbrechende Fortschritte bei breitlückigen Halbleitern wie SiC und GaN sowie
modernen Steueralgorithmen wird vorhergesagt, dass sich die Leistungsdichte von
Wechselrichtern in den kommenden 5 Jahren um mehr als 50 % erhöhen wird.
Trend 9: Modulares Design
Hauptpunkt: Bei Schlüsselkomponenten wie Wechselrichtern, PCS und
Energiespeichergeräten wird sich ein modulares Design durchsetzen.
Wechselrichter, PCS und Energiespeichergeräte bilden das Herzstück einer
PV-Anlage und haben großen Einfluss auf das gesamte PV-Kraftwerksystem. Mit
zunehmender Kapazität und Komplexität von PV-Anlagen wird sich das bisherige
Modell der bauseitigen Wartung durch Fachleute als zu kostspielig erweisen. Ein
modulares Design wird sich etablieren, da es eine flexible Bereitstellung und
einen problemlosen Ausbau ermöglicht und für Wartungsarbeiten keine Fachleute
erfordert.
Trend 10: Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit
Hauptpunkt: Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit sind heute ein Muss für
PV-Anlagen.
Angesichts der steigenden kumulativen Kapazität globaler PV-Anlagen und der
immer komplexeren Netzarchitektur erhöht sich auch das Sicherheitsrisiko
vernetzter PV-Anlagen. Darüber hinaus gibt es für dezentralisierte PV-Anlagen
immer strengere Auflagen in Bezug auf Datenschutz und Sicherheit der Nutzer.
Alle diese Trends legen nahe, dass PV-Anlagen über integrierte Mechanismen für
Sicherheit und Vertrauenswürdigkeit verfügen müssen, um die Zuverlässigkeit,
Verfügbarkeit, Sicherheit, Resilienz und den Datenschutz zu gewährleisten.
Die Menschheit besitzt einen grenzenlosen Erkundungsdrang. Immer wollen wir
höher hinaus, in größere Tiefen vordringen und neue Wahrheiten entdecken. Durch
die Konvergenz von 5G-, Cloud- und KI-Technologien entsteht eine intelligente
Welt, in der alles unglaublich schnell wahrgenommen wird und miteinander
vernetzt ist. Mit den 10 wichtigsten Trends für die PV-Industrie bis 2025 will
Huawei seinen Beitrag zur Gestaltung einer grünen, intelligenten Welt leisten,
in der alle Teile der Gesellschaft am grenzenlosen Potenzial neuer
Energielösungen teilhaben können.
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Datum: 09.03.2020 - 14:23 Uhr
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