Expertentalk Digitalisierung in der Solarbranche – Der große Expertentalk

Die Digitalisierung ist auch in der Solarbranche ein maßgeblicher Treiber für die Technologie- und Prozess­entwicklung. Digitalisierte Solaranlagen vereinfachen zum Beispiel die Kontrolle und die Vernetzung einzelner Parks und können so Effizienzsteigerungen herbeiführen. Zugleich ermöglichen digitale Plattformen eine verbesserte Wartungsplanung, sodass Anlagenbetreiber rechtzeitig auf Veränderungen reagieren und die Leistung ihres Systems steigern können. Vor diesem Hintergrund fragte „r.energy“ Spezialisten der Branche (Philip Joas von Ampero by Baywa r.e., Simon Schweda von Solar-Log, Klaus Hofmeister von Trina Solar) : Welche Möglichkeiten zur Digitalisierung von Solarenergie-Technologien sehen Sie grundsätzlich und welche technologischen Ansätze sind aktuell in Ihren Produkten und Lösungen realisiert?

Solarbranche: Digitalisierung und KI revolutionieren das Portfoliomanagement 

Nicht nur in der Solarbranche, sondern bei den erneuerbaren Energien insgesamt stehen wir vor der Herausforderung, unsere Entscheidungen in einer schnell wachsenden Menge von Werten und Daten zu treffen. Das ist nur möglich, wenn wir uns das Potenzial von Digitalisierung und KI zunutze machen. Oft sind dabei die Daten uneinheitlich und kommen aus unterschiedlichen Quellen sowie in verschiedenen Formaten. Manuell ist ein Überblick nur mit hohem Arbeitsaufwand möglich. Hier können Software und KI beim effizienten Datenmanagement unterstützen und helfen, die sprichwörtliche Nadel im Heuhaufen zu finden. Im Portfoliomanagement werden die Komplexität der Datenanalyse und das Risikomanagement zusätzlich durch die steigende Diversifizierung der Portfolios erhöht. Manager dürfen sich nicht auf eine Technologie oder einen Markt fokussieren, sondern müssen Clusterrisiken entgehen und diversifizieren. Aktives und modernes Portfoliomanagement ist daher nur mit smarten Softwarelösungen möglich.

Effizientes Portfoliomanagement: Mit KI und Machine Learning zu besseren Investitionsentscheidungen

Eine digitale Lösung im Bereich Portfoliomanagement braucht einen ganzheitlichen Ansatz. Die Datenanalysen sollten nicht nur einen Selbstzweck haben, sondern darauf ausgerichtet sein, Portfoliomanagern transparent und schnell alle nötigen Informationen und Szenarien für strategische Investitionsentscheidungen zur Verfügung zu stellen. Durch die höhere Effizienz kann das Portfolio dann ohne zusätzliche Personalausgaben wachsen. Die „Ampero“-Softwarelösung bindet daher für die automatisierte Datenanalyse neueste KI-Funktionen ein. Mithilfe von Machine-Learning-Modellen und Digital Twins legen wir Produktivitäts- und Performanceanalysen mit Finanz- und Wettermodellen übereinander. Dies ermöglicht einen umfassenden Überblick sowie ein schnelleres Finanz-Reporting. Zudem kann man What-if-Analysen für Kauf- und Verkaufsentscheidungen erstellen und einzelne Assets mit dem globalen Portfolio vergleichen – manuell ist das nicht darstellbar.

Solarbranche: Digitalisierung optimiert Monitoring und Entscheidungsprozesse 

Digitalisierung = Automatisierung, das heißt entweder beseitigen von manuellen Prozessen, die das aktive Handeln oder Eingreifen von Menschen benötigen, oder zumindest die Optimierung solcher Prozesse. Insbesondere die Optimierung kann unterschiedlich aussehen. So lassen sich zum Beispiel Prozesse schneller und wirtschaftlicher gestalten. Andererseits können Prozesse mit zusätzlichen Informationen angereichert werden, sodass sich Entscheidungsfindungen verbessern oder Entscheidungen direkt treffen und Handlungen ausführen lassen. Hierzu ein Beispiel aus dem Monitoring von PV-Anlagen: Ein Monitoringsystem kann einem Kunden die Erzeugungsmesswerte einer PV-Anlage anzeigen. Dies passiert bereits durch das digitale Auslesen von Stromzählern oder Wechselrichtern. Mit weiteren Informationen wie etwa Wetterdaten kann zusätzlich ein Soll-Ist-Vergleich erstellt werden. Dadurch wird die Entscheidungsfindung, ob Handlungsbedarf besteht oder nicht, maßgeblich beeinflusst. Sollte etwas nicht stimmen, wird der Fehler direkt analysiert und die Quelle des Fehlers mit einer entsprechenden Wahrscheinlichkeit bestimmt. Im Weiteren lassen sich direkt Handlungsanweisungen an den Kunden ausgeben.

Digitalisierung: Automatisierung braucht Vertrauen und Nutzerakzeptanz

Ein weiterer Schritt wäre hier, dass die Handlung direkt automatisiert ausgeführt wird und zum Beispiel Wechselrichter neu konfiguriert oder Wartungseinsätze direkt geplant werden. Jeder Schritt kann von einem Menschen ausgeführt oder durch digitale Prozesse automatisiert werden. Am Ende ist immer der Mensch der entscheidende Faktor, ob Digitalisierung eingesetzt wird oder nicht. Digitale Lösungen brauchen Vertrauen, Wirtschaftlichkeit, eine gute User-Experience, das heißt sie müssen uns Menschen ein gutes Gefühl bei der Nutzung geben. Zu guter Letzt der vielleicht wichtigste Punkt: Sie müssen so überzeugend sein, dass wir unsere Gewohnheiten ändern. Denn der Mensch ist in vielen Fällen das sprichwörtliche Gewohnheitstier.

Die Digitalisierung eröffnet viele Vorteile – von der Produktion über Produktfunktionen bis zu Einsatzszenarien. Etwas vereinfacht lassen sich damit drei entscheidende Stellschrauben identifizieren. Die Digitalisierung in den Produktionsstätten trägt wesentlich dazu bei, Produkte mit weniger Ressourcen herzustellen, Prozesse zu beschleunigen und sicherer zu gestalten sowie die Transparenz in Bezug auf Nachhaltigkeitsziele zu verbessern. Unsere Super Factories sind vollautomatisiert, und viele digitale Prozesse helfen dabei, den Einsatz von Materialien so nachhaltig wie möglich zu gestalten sowie den Energiebedarf zu senken. Auch der Wasserverbrauch und Recyclingprozesse werden digital gesteuert und überwacht. Vor Ort durchgeführte Tests und Berichte durch qualifizierte unabhängige Prüfinstitutionen gewährleisten Transparenz in Bezug auf die Abgas- und Abfallmanagementprozesse. Nur durch diese Transparenz und Überwachung sind Zertifizierungen wie ISO 14064, ISO 14001 oder Zertifikate wie „Zero Carbon Factory“ möglich.

Solarbranche: Digitale Lösungen für maximale Effizienz und Sicherheit in PV-Anlagen

Digitale Funktionen in den Produkten helfen, Leistung und Ertrag zu optimieren. Das gilt beispielsweise für die Kombination von PV-Modulen mit intelligenten Trackersystemen. Anlagen mit Überwachungssensorik und die Fernüberwachung über digitale Managementplattformen ermöglichen in der Solarbranche nicht nur eine effizientere Betriebsführung, sondern helfen auch dabei, eventuelle Fehler zu erkennen und zu beheben. Noch deutlicher zeigen sich die Vorteile, wenn die Solaranlagen mit modernen Speicherlösungen kombiniert werden. Unsere „Elementa“-Energiespeichersysteme verfügen über zahlreiche digitale Funktionen, die neben der optimierten Netzkopplung mit einem 3-Level-BMS sowie einem PPC und EMS für Microgrid-Einsatz auch Sicherheitsfunktionen ermöglichen, zum Beispiel zur Brandbekämpfung und -unterdrückung (siehe NFPA 69 Explosionsschutz).

Digitale Systeme: Optimierung von PV-Betrieb und Energiemanagement

Während des Betriebs von PV sowie Energiespeicherlösungen leisten digitale Systeme in der Solarbranche einen wichtigen Beitrag. Energiemanagementsysteme sorgen für eine optimale Auslastung und Nutzung der Solarenergie und machen beispielsweise das Abfangen von Last- und Verbrauchsspitzen möglich. Solche Einsatzszenarien ermöglichen besonders schnell finanzielle Vorteile. Zudem lässt sich der Aufbau von Microgrids beziehungsweise regionalen smarten Erzeugungsclustern nur über digitale Steuerungen umsetzen. So können eine bessere Verteilung und vor allem eine ausgewogene Nutzung erreicht sowie die Erzeugungs- wie auch Nachfragespitzen besser ausbalanciert werden.