Forschungsupdate: Innovationen, die die Energiewende vorantreiben

Einleitung

Große Durchbrüche verbinden wir häufig mit einem einzelnen, ikonischen Namen – etwa Thomas Edison und der Glühbirne oder Steve Jobs und dem iPhone. Doch diese Sichtweise verdeckt, wie Innovation typischerweise entsteht. Bahnbrechende Fortschritte sind selten das Ergebnis eines einzelnen Erfinders oder eines einzigen Geistesblitzes. Vielmehr werden sie über längere Zeit von talentierten Teams durch Experimente, Iterationen und unzählige Entscheidungen geschaffen, deren Wirkung sich summiert. Die Mondlandung von 1969 beispielsweise war eine koordinierte Leistung vieler Fachrichtungen – von Ingenieurinnen und Ingenieuren, Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, Technikerinnen und Technikern sowie Mitarbeitenden im operativen Betrieb –, die alle unverzichtbare Arbeit leisteten und so den „großen Sprung“ ermöglichten.

Das entspricht unserer Philosophie bei Clean Power Research®. Neugier und Optimismus sind zwei Begriffe, die uns in den Sinn kommen, wenn wir an Clean Power Research denken. Neugier bezieht sich auf den Bestandteil Research unseres Namens. Sie steht für unseren Antrieb, großartige Ideen in Produkte zu überführen, die unsere Kunden nutzen können. Besonders sichtbar wird dies im spezialisierten Forschungsteam des Unternehmens. Doch es ist viel grundlegender: Mitarbeitende in der gesamten Organisation leben Erfindungsgeist – einen unserer vier Kernwerte –, nicht nur die Mitglieder der Forschungsgruppe.

Innovation, die in einer Softwareorganisation von Neugier angetrieben wird, eröffnet eine Welt des Möglichen. Das schafft Optimismus. Der Bestandteil Clean Power unseres Namens verstärkt diesen Optimismus zusätzlich, weil er mit unserer Vision eines mit sauberer Energie versorgten Planeten verbunden ist.

Was wir unter der Energiewende verstehen

Die „Energiewende“ wird häufig als Umstellung des globalen Energiesystems von fossilen Brennstoffen auf erneuerbare Energiequellen beschrieben. In der Praxis handelt es sich um eine systemweite Transformation mit vielen ineinandergreifenden Komponenten:

• Ausbau sauberer Erzeugungskapazitäten und der dazugehörigen Lieferketten
• Ausbau und Modernisierung der Übertragungs- und Verteilnetze
• Integration fluktuierender Energieressourcen mithilfe von Speichern und flexibler Nachfrage
• Sicherstellung von Zuverlässigkeit und Bezahlbarkeit während der Weiterentwicklung des Stromnetzes

Dies fällt zugleich mit einem starken Lastwachstum zusammen – von der Elektrifizierung des Verkehrs und der Gebäude bis hin zu Rechenzentren, die KI-Anwendungen ermöglichen. Diese Entwicklungen schaffen neue Planungs- und Betriebsherausforderungen für Energieversorger. Wie bei der Mondlandung werden sowohl große Durchbrüche als auch viele kleinere Fortschritte nötig sein, um erfolgreich zu sein.

Clean Power Research unterstützt diese Arbeit mit Software, die Energieversorgern, Energieagenturen und Solarunternehmen hilft, Arbeitsabläufe zu optimieren, die Kundeninteraktion zu automatisieren und mithilfe von Solarstrahlungsdaten und intelligenten Analysen bessere Entscheidungen zu treffen.

Unsere Erfolgsbilanz und unser Forschungsschwerpunkt

Clean Power Research ist seit mehr als 25 Jahren ein erfolgreiches Softwareunternehmen. Heute betreuen wir 14 der 15 größten US-amerikanischen Energieversorger und mehr als 300 Solarunternehmen weltweit. Wir halten über 85 Patente und haben zahlreiche Fachbeiträge in verschiedenen Forschungsbereichen veröffentlicht:

• Workflow-Optimierung für die Integration erneuerbarer Energien: Wir haben Systeme entwickelt, die große Mengen an Anträgen für erneuerbare Energieanlagen effizienter, transparenter und konsistenter bearbeiten, indem die mit dem Netzanschlussverfahren verbundenen Arbeitsabläufe optimiert werden.
• Wert von Photovoltaik: Wir haben den Wert von Photovoltaik quantifiziert, um Programmverantwortliche bei der Erreichung energiepolitischer, wirtschaftlicher und ökologischer Ziele zu unterstützen.
• Energiebewertung: Wir haben Methoden entwickelt, um den Wert dezentraler Erzeugung sowohl für Energieversorger als auch für Anlagenbetreiber zu quantifizieren.
• Virtuelles Energieaudit: Wir haben Methoden entwickelt, mit denen sich die thermische Leistungsfähigkeit von Gebäuden ohne Vor-Ort-Energieaudits oder Angaben der Kundschaft anhand einer minimalen Menge an Verbrauchsabrechnungsdaten bewerten lässt.
• Prognose der Leistung von PV-Portfolios: Wir haben Methoden entwickelt, um die Stromerzeugung eines regional verteilten Solar-PV-Portfolios vorherzusagen.
• Gesicherte Leistung: Wir haben Methoden entwickelt, um die Schwankungen variabler Ressourcen mithilfe eines Ansatzes für gesicherte Leistung zu steuern.

Aktuelle Innovationsfelder

Unser Forschungsteam setzt KI und maschinelles Lernen ein, damit unsere Software komplexe Probleme effizienter lösen und Energieversorgern, Energieagenturen und Solarunternehmen fundiertere Dateneinblicke liefern kann. Zu den jüngsten Arbeiten gehören Projekte, die Energieversorger dabei unterstützen:

• KI-gestützte Planungsprüfungen zu entwickeln, um den Netzanschluss dezentraler Ressourcen, großer Erzeugungsanlagen und neuer Lasten zu beschleunigen.
• Echtzeiteinblicke in stark ausgelastete Netzanschlussprogramme von Energieversorgern und Behörden sowie in weitere Programme bereitzustellen, die den Einsatz, den Netzanschluss, die Integration und das Management dezentraler Energieressourcen optimieren sollen.
• Die Leistung kundenseitiger PV-Anlagen ohne gemessene Erzeugungsdaten präzise vorherzusagen.
• Die Auswirkungen wachsender dezentraler Ressourcen – darunter Dach-PV-Anlagen, Elektrofahrzeuge, Batteriespeicher sowie Raumklimageräte und Wärmepumpen – zu steuern, um Sättigungsprobleme zu bewältigen, den Einsatz zu optimieren und die Netzauswirkungen zu verringern.
• Einen Ansatz der passiven Nachfrageflexibilität einzusetzen, um Belastungen des Stromnetzes zu steuern.
• Versorgungsgebietsweite virtuelle Energieaudits durchzuführen.

Darüber hinaus entwickeln wir neue Lösungen für Solarunternehmen, die Solarkraftwerke planen, errichten und betreiben. Dazu gehören Initiativen, die:

• Probabilistische Prognosen für PV-Portfolios entwickeln, um die netzweite Integration von Photovoltaik zu unterstützen.
• Die Projektentwicklung in Regionen in hohen Breitengraden mit historischen Daten im Kilometermaßstab zu ermöglichen und so eine präzisere Standortwahl zu unterstützen.
• Langfristige Solarprognosen und Projektionen auf Klimazeitskalen, zu entwickeln, die Solarprojektentwicklern und Anlagenbetreibern beim Management finanzieller Risiken helfen.
• Die Genauigkeit von Modellen zur Umrechnung der Solarstrahlung auf geneigte Flächen durch Innovationen wie die Parallaxenkorrektur zu verbessern.
• Prognosen der Solarstrahlung und Solarstromerzeugung für Netzbetreiber mit dezentralen Energieressourcen bereitzustellen – von Echtzeitprognosen bis zum Folgetag.

Genau dieses Muster – Teams, die schwierige Probleme durch kontinuierliche, praxisorientierte Innovation lösen – ist es, was die Energiewende erfordert. Ebenso geht Clean Power Research die vor uns liegende Arbeit an.

Ausblick

Die Energiewende bringt komplexe, globale Herausforderungen mit sich. Substanzielle Fortschritte erfordern Innovationen im gesamten Energieökosystem. Clean Power Research setzt sich dafür ein, diesen Fortschritt voranzutreiben, indem Forschung in praxistaugliche Softwarelösungen für Energieversorger, Energieagenturen und Solarunternehmen überführt wird.

Bitte kontaktieren Sie uns, wenn Sie mehr über unsere Forschungs- und Innovationsarbeit erfahren oder unsere Softwaredienstleistungen kennenlernen möchten.