Mit KI und IoT die Zukunft gestalten
Nachhaltige Transformation des Energie- und Mobilitätssektors
Bei der Energiewende gewinnen AIoT-Lösungen, also Software-Anwendungen, die KI und IoT miteinander kombinieren, immer mehr an Bedeutung, um Energiebedarf, -produktion und -einkauf ebenso zu optimieren, wie Emissionen zu senken, sowie die Ladeinfrastruktur intelligent und effizient zu betreiben.
Die Digitalisierung ist ein wesentlicher Baustein auf dem Weg zur nachhaltigen Transformation des Energie- und Mobilitätssektors. Schließlich sind wir auch in diesen Bereichen mit einer Vielzahl von Daten konfrontiert, die es zu erfassen und zu analysieren gilt. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse lassen sich schließlich der Energiebedarf sowie in den Sektoren entstehende Emissionen sinnvoll optimieren.
Künstliche Intelligenz ermöglicht es uns, mithilfe der Algorithmen Muster im Energieverbrauch zu erkennen und vorauszusagen, wann und wo wie viel Energie wirklich benötigt wird. Die Algorithmen können also dazu beitragen, weniger Energie zu verschwenden (indem beispielsweise ungenutzte Geräte ausgeschaltet werden), Anomalien im Verbrauch festzustellen und Nutzungszyklen zu optimieren. Darüber hinaus kann aber auch das Netz zu Peak-Zeiten entlastet werden, indem der Energieverbrauch von zeitunabhängigen und unkritischen Prozessen in Zeiten niedriger Nachfrage verschoben wird.
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Voraussetzung dafür ist, dass die entsprechenden Verbraucher (Geräte, etc.) über eine entsprechende Konnektivität verfügen, um Daten übermitteln zu können, also IoT-fähig sind. Nur so ist die Übermittlung der entsprechenden Daten in kontinuierlicher Frequenz möglich, um die oben beschriebenen Algorithmen einzusetzen. Gleichzeitig können darüber aber auch Effizienz-Treiber wie Remote-Monitoring und Remote-Wartung umgesetzt werden, was zusätzlichen Nutzen mit sich bringt, indem Ausfallzeiten minimiert und etwaige Service-Arbeiten schnell und pragmatisch erledigt werden können.
Insgesamt sorgt AIoT dafür, dass der Energieverbrauch analysiert und optimiert wird. Und das auf Basis aktueller Daten, die jederzeit automatisch überwacht werden, um auch neu auftretende Ineffizienzen zu erkennen und abzustellen. Das steigert die Effizienz und macht sich auch in den Kosten durch den gesunkenen Energieverbrauch bemerkbar.
AIoT: Echtzeit-Datenfluss als digitaler Energieberater
Der Effizienz-Gewinn durch Konnektivität und Daten und die damit gewonnene Reduzierung des Energiebedarfs in verschiedenen Bereichen sorgt auch dafür, dass sich CO2-Emissionen schneller reduzieren lassen. AIoT-Plattformen sind das Kernelement bei der Integration und Optimierung von KI und IoT-Geräten, Daten und Anwendungen. AIoT-Plattformen sammeln und analysieren große Datenmengen in Echtzeit, die von IoT-Sensoren und Geräten generiert werden. Dadurch ermöglichen sie eine reibungslose Vernetzung und einen intelligenten Datenaustausch zwischen allen angebundenen IoT-Geräten.
Die digitale Verbindung aller Energiequellen und -verbraucher – von Wohngebäuden über Unternehmen bis hin zu ganzen Städten – kann mit AIoT erreicht werden. Ob bei Smart-City-Projekten, im Unternehmens- und Industriebereich oder in der Immobilienwirtschaft – die Anwendungsfelder sind groß.
Durch AIoT-Datenpunkte können auch Ladevorgänge für E-Pkw so gesteuert werden, dass das Laden von Elektroautos in Zeiten außerhalb von Netzspitzen und bei einem hohen Anteil erneuerbarer Energien im Netz erfolgt. Dies reduziert die Kosten und entlastet das Netz genau zu den Zeiten, wo es in Sachen Last eng wird, aber auch die entsprechenden Kosten hoch sind. Gerade angesichts des steigenden Bedarfs an nachhaltigen Unternehmensflotten ist die Kostenreduktion über intelligentes Energiemanagement ein weiterer relevanter Aspekt für Unternehmen, den es bei der Planung von Ladeinfrastruktur zu berücksichtigen gilt.
Mit Hilfe von AIoT ist es möglich, den Gesamtstrombedarf eines Unternehmens in Echtzeit zu überwachen, um eine stabile Stromversorgung und eine Reduzierung des Energiebedarfs für alle Energieverbraucher zu gewährleisten. Auch eigener Strom aus erneuerbaren Energien kann in das System integriert werden. Durch die kontinuierliche Überwachung und Analyse der vorhandenen Daten können Muster und Anomalien erkannt werden, die auf mögliche Probleme, Ineffizienzen oder Geräteausfälle hindeuten.
Dies ermöglicht eine optimierte und prädiktive Wartung und sorgt für eine effiziente und zuverlässige Infrastruktur im Gebäude. Lastspitzen können so durch eine smarte, effiziente Verteilung abgemildert oder gar ganz gekappt werden. Die Netze werden gleichmäßig ausgelastet, Ressourcen geschont und Kosten eingespart. Unternehmen wie Envision Digital setzen dies mit ihrer eigenen, führenden Software-Lösung, der EnOS-Plattform, weltweit um.
Energiemanagement & Elektromobilität
Mit der zunehmenden Anzahl von Elektroautos und den daraus resultierenden Anforderungen an Ladeinfrastruktur wird diese »Peak-Shaving-Methode« noch wichtiger als mit den bereits heute stehenen Verbrauchsmustern. In Kombination mit dynamischem Lastmanagement ermöglicht sie in einem Gebäude die optimale Verteilung der Energie auf die verschiedenen Ladestationen, abhängig von der Anzahl und dem Energiebedarf der angeschlossenen Elektroautos. Darüber hinaus ermöglicht dieses softwarebasierte, automatisierte »Tuning« die Installation von deutlich mehr Ladestationen an einem Ort, als die oft sehr begrenzte Kapazität des Hausanschlusses zunächst vermuten lässt.
Das Konzept des Vehicle-to-Grid (V2G), das es Elektrofahrzeugen ermöglicht, Energie nicht nur aus dem Netz zu beziehen, sondern auch in das Netz einzuspeisen, kann von KI-Technologien profitieren, die den optimalen Zeitpunkt zum Laden und Entladen basierend auf verschiedenen Parametern bestimmen können. Hierbei werden Aspekte wie der aktuelle Strompreis, der Bedarf des Stromnetzes und der Routenplan des Fahrzeughalters berücksichtigt.
Mit diesen fortschrittlichen Technologien können Fahrzeuge in der Zukunft als effiziente Energiespeicher dienen. Bei der Planung einer Ladeinfrastruktur sollte dies berücksichtigt und intelligente Lösungen eingesetzt werden, die mit den technologischen Entwicklungen Schritt halten können.
Flottenelektrifzierung gut durchdacht
Elektrifizierte Flotten sind ein gutes Beispiel dafür, wie sich E-Mobilität und Energiewende immer stärker verbinden. Damit die Umstellung auf E gelingt, ist es wichtig, mit einem durchdachten Konzept zu starten. Dazu gehört die Auswahl von herstellerunabhängigen Ladelösungen, die Anpassung der Infrastruktur an den relevanten Standorten, die Integration in das bestehende Energiemanagement und die Berücksichtigung individueller Bedürfnisse der späteren Nutzer. Darüber hinaus sind die Sicherstellung einer automatisierten Abrechnung und eines umfassenden Reportings entscheidende Erfolgsfaktoren.
Hierbei ist besonders zu beachten, dass intelligente Ladestationen bestimmten Standards entsprechen müssen. Protokolle wie das Open-Charge-Point-Protokoll (OCPP) geben klare Rahmenbedingungen vor und durch Konformität mit dem Eichrecht gewährleisten Anbieter, dass die Ladestationen den Mess- und Eichgesetzen entsprechen und eine genaue und einheitliche Erfassung des geladenen Stroms ermöglichen – und das für die Anforderungen von heute, aber bitte auch für die zu erwartenden Anforderungen für morgen und übermorgen.
Die Disruption ist in vollem Gange
Die Art und Weise, wie wir Energie beziehen und nutzen, wird sich rapide verändern. Es ist nicht übertrieben zu prognostizieren, dass die Disruption, die hier in den nächsten Jahren stattfinden wird, alles, was wir in Sachen Smartphone und Internet erlebt haben, durchaus in den Schatten stellen kann.
Große Veränderungen erfordern die Bereitschaft zu Innovation und das Betrachten der gesamten Bandbreite an Themen, die hier mit hineinspielen. Verkehrsminister Wissings Ankündigung signalisiert Deutschlands Bereitschaft, in eine grüne und intelligente Energiezukunft zu investieren.
Fakt ist, dass die Umsetzung einer erfolgreichen Transformation in den Bereichen Energie mithilfe von AIoT und auch der Mobilität in Richtung Elektromobilität komplexe Projekte mit sich bringt, die wohldurchdacht und gut gemacht werden müssen.
Der größte Teil des Weges liegt noch vor uns. Wenn wir die Ziele in Richtung Klimaneutralität annähernd schaffen wollen, müssen wir noch konsequenter, schneller und umfassender daran arbeiten, die Mobilitäts- und Energiewende umzusetzen.
Der Autor
Florian Lüft
ist seit 2020 Director Business Development der deutschen Niederlassung von Envision Digital, einem Greentech-Unternehmen mit Fokus auf die digitale Transformation der Energie-Branche. In dieser Position verantwortet er die strategische und operative Weiterentwicklung des Unternehmens durch das Erschließen neuer Geschäftsfelder, unter anderem in den Bereichen Elektromobilität und Energiemanagement.
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