PLCnext Technology in Windenergieanlagen (Quelle: Phoenix Contact)
Für die Windenergie als eine tragende Säule der Energiewende hat die Bundesregierung das Ziel ausgegeben, die installierte Leistung bis 2030 mindestens zu verdoppeln. Neben dem politischen Willen ist dazu der Einsatz technischer Innovationen notwendig. Mit PLCnext Technology bietet Phoenix Contact hier ein offenes Ecosystem, das zu einer sicheren, sauberen und kostengünstigen Energieversorgung beiträgt.
Aktuelle Studien zeigen, dass sich die Stromgestehungskosten (LCOE, Levelized Cost of Electricity) für Windenergieanlagen (WEA) im Bereich von 0,04 bis 0,08 Euro/kWh onshore sowie 0,08 bis 0,10 Euro/kWh offshore bewegen und damit auf Augenhöhe mit konventionellen Energieerzeugungseinheiten liegen. Diese Zahlen beruhen allerdings zumeist auf der Annahme, dass die WEA vorrangig in das Netz einspeisen dürfen respektive Kompensationszahlungen erhalten, wenn dies (technisch) nicht möglich ist. Das entspricht dem Status Quo der Einspeiseregelung.
Für den Netzbetreiber entstehen durch die verstärkte Nutzung fluktuierender Primärenergiequellen jedoch zusätzliche Kosten, die aus der Aufrechterhaltung der Netzintegrität und Grundlastfähigkeit für die Primär- und Sekundärregelenergie – etwa durch Speicher - resultieren. Dieser Aufwand wird aber de facto sozialisiert und in Form der Nutzentgelte auf den Verbraucher umgelegt. Die Kosten sind also nicht Bestandteil der zuvor genannten LCOE. Je höher sich der Anteil von Photovoltaik und Windkraft an der Gesamtkraftwerksleistung beläuft, desto stärker ist dieser Effekt ausgeprägt und desto höher werden die indirekten Kosten. Selbst wenn dies nur eine Facette zur Motivation der weiteren Senkung der LCOE ist, unterstreicht sie die technische Unumgänglichkeit.
Verbesserung von Energieertrag und Verfügbarkeit
Um den Wandel in diesem komplexen Spannungsfeld – größerer Einsatz erneuerbarer Energien und Sicherstellung eines stabilen Netzbetriebs – so effizient wie möglich zu gestalten, engagiert sich Phoenix Contact auf dem Weg zu einer All Electric Society sowohl im Bereich der Energieerzeugung ebenso wie der -verteilung und -speicherung. Wie oben beschrieben, wird sich bei den WEA die Kostenstruktur der LCOE ändern. Zur Aufrechterhaltung ihrer Wettbewerbsfähigkeit sind daher eine Reduzierung der Installations- und Betriebskosten bei gleichzeitiger Optimierung des Energieertrags notwendig.
Dies gelingt zum einen durch intelligente Designstrategien bei der Konstruktion und Fertigung sowie dem Transport und der Anlagenerrichtung. Dazu gehört ebenfalls die Verwendung neuer Werkstoffe sowie Technologien, mit denen sich die Kapital- respektive Investitionskosten (Capital Cost) verringern lassen.
Zum anderen tragen die Verbesserung des Energieertrags und der Anlagenverfügbarkeit (AEP) zu einer Senkung der Stromgestehungskosten bei. In der konkreten Umsetzung verfolgen Anlagen häufig immer aufwendigere Betriebsführungskonzepte und setzen damit einhergehend zusehends komplexere Architekturen ein. Dieser Aspekt erstreckt sich von der Hardware – zum Beispiel der Nutzung von mehr Sensorik – über die Software in Form neuer Regelstrategien und der Verwendung von künstlicher Intelligenz (KI) bis hin zum organisatorischen Bereich.