Smart Energy ist der Überbegriff für ein breites Spektrum an Technologien, die im Zusammenhang mit Energiespeicherung, Verbrauchssteuerung oder Energiewandlung stehen. Auf der Electronica 2018, die vom 13. bis 16. November in München unter dem Motto „Connecting everything – smart, safe & secure“ stattfindet, sind Produkte und Services zu dem Thema in den verschiedensten Bereichen anzutreffen. Fokussiert behandelt das „Power Electronics Forum“ umfassend die Segmente Leistungselektronik, Smart Grids und Energiespeicherung.
Die Stromversorgung der Zukunft
Die Stromversorgung aus wenigen zentral angebundenen, großen Kraftwerken gehört schon bald der Vergangenheit an. Immer mehr als Prosumer bezeichnete Kunden sind gleichzeitig Energieverbraucher und -produzenten. Dazu gewinnen viele kleine Kraftwerke dezentral Energie aus erneuerbaren Quellen. Diese zunehmend fragmentierte, bidirektionale und volatile Versorgungsstruktur verlangt zwingend nach einem intelligenten Last- und Erzeugungsmanagement - kurz: nach einem Smart Grid.
Dafür sind einzelne Komponenten wie etwa intelligente Stromzähler (Smart Meter) bereits heute in Betrieb. Über sie können die Verbrauchsstellen mit dem smarten Netz kommunizieren. Energieversorger und Stadtwerke sehen darin auch eine Chance zur Erschließung neuer Geschäftsfelder. Außerdem verlangt die Politik den Einbau intelligenter Messsysteme ab 2017 für Endnutzer, die einen höheren Verbrauch als 6.000 kWh jährlich aufweisen und für Betreiber von KWK- und EEG-Anlagen mit über sieben Kilowatt im Jahr.
Die Analysten von Grand View Research erwarten bis 2025 weltweit 285 Mio. Smart Meter in Haushalten, Büros und Fabriken. Der Umsatz erreicht dann knapp 50 Mrd. US-Dollar, die Abdeckung laut Navigant Research etwas über fünfzig Prozent.
Die Facetten der Smart Energy
Stromzähler sind aber nur ein Baustein des Smart-Energy-Konzeptes. Smart-Home- und Smart-City-Technologien decken ebenso eine ganze Reihe von Teilbereichen ab. Deshalb trifft man auf der Electronica 2018 das Thema „intelligente Energie“ in vielen Segmenten an. Dazu gehören Wireless und Embedded genauso wie das Internet der Dinge oder autonome Systeme. Selbst Elektroautos als flexible Speicher und Netzstabilisatoren liefern einen Beitrag.
Das Power-Electronics-Forum auf der Electronica 2018
Das erstmals stattfindende Power Electronics Forum beschäftigt sich genauer mit dem Smart-Energy-Thema. Es behandelt das gesamte Spektrum an Schaltnetzteilen, Stromspeichern und Leistungselektronik.
Letztere zählt zu den Schlüsseltechnologien für eine klimafreundliche, ressourcenschonende und konkurrenzfähige Energieversorgung. Innovative Leistungselektronik reduziert die Verluste bei der Umformung, Verteilung und dem Verbrauch elektrischer Energie. Dabei stellt in manchen Bereichen Silizium nicht mehr die erste Wahl dar. Halbleiter mit breitem Bandabstand (Wide-Bandgap-Halbleiter) wie Siliziumkarbid (SiC) und Gallumnitrid (GaN) punkten mit höheren Schaltleistungen und Durchschlagsspannungen bei einem hohen Temperaturbereich.
Passive Bauelemente wie Kühlkörper, Kondensatoren und Spulen können dadurch kleiner dimensioniert werden, mit positiven Auswirkungen auf den Formfaktor des Gesamtsystems. Das macht sie zu wichtigen Bausteinen für zukünftige Smart Grids. In diesen intelligenten Stromnetzen steuert eine dezentral verteilte Intelligenz die Erzeugung, Speicherung und den Verbrauch der Energie. So müssen etwa die Leistungsschwankungen durch fluktuierende erneuerbare Quellen ausgeglichen werden. Smart Grids transportieren aber nicht nur Energie, sondern auch Daten von intelligenten Zählern, Sensoren und sonstigen Geräten. Damit trifft das Internet der Dinge auf ein weiteres Industriesegment.
Und die elektrischen Netze werden sogar zu den größten IoT-Installationen überhaupt. Die Vernetzung der verschiedenen Komponenten erfolgt dabei durch moderne Informations- und Kommunikationstechnik. Ein Thema, das der Electronica Wireless Congress ausführlich behandelt.
