Das Energiesystem in Europa befindet sich in einem historischen Umbruch. Die Umstellung auf nachhaltige Erzeugung bewirkt eine zunehmende Dezentralisierung mit enormen Auswirkungen auf die gesamte Wertschöpfungskette. Smart Energy ist dabei 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 weit verzweigten Thema in den verschiedensten Bereichen anzutreffen. Fokussiert behandelt das „Power Electronics Forum“ umfassend die Segmente Leistungselektronik, Smart Grids und Energiespeicherung.
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 Millionen Smart Meter in Haushalten, Büros und Fabriken. Der Umsatz erreicht dann knapp 50 Milliarden US-Dollar, die Abdeckung laut Navigant Research etwas über fünfzig Prozent. 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.
Ganz speziell dem Smart-Energy-Thema nimmt sich das erstmals stattfindende Power Electronics Forum an. Es behandelt das gesamte Spektrum an Schaltnetzteilen, Stromspeichern und Leistungselektronik. Letztere zählt zu den Schlüsseltechnologien für eine klimafreundliche, ressourcenschonende und zugleich konkurrenzfähige Energieversorgung. Denn innovative Leistungselektronik reduziert die Verluste bei der Umformung, Verteilung und dem Verbrauch elektrischer Energie auf ein Minimum. 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.
Der Ausstellungsbereich Stromversorgung in den Hallen A5 und A6 umfasst das komplette Spektrum an Transformatoren, Stromversorgungen, Netzteilen und Batterien. Aber nicht nur dort trifft man auf Smart-Energy-Komponenten. So deckt Rohm (Halle C3, Stand 512), als Anbieter von Leistungshalbleitern, den gesamten Herstellungsprozess von SiC-Wafern über die Bauteile bis hin zum Packaging ab. Block Transformatoren zeigt Drosseln für hohe Schaltfrequenzen im Bereich von SiC- und GaN-Anwendungen.
Tesla Blatna, a.s. (Halle A6, Stand 113) entwickelt Sensoren auf Basis der IQRF-Wireless Technology für Smart-City-Projekte. Die Schnellladestationen von Delta Electronics (Halle A5, Stand 238) können auch mit erneuerbaren Energiequellen vor Ort gespeist werden und verbessern so die Speicherkapazität für das gesamte Energienetz. Excelsys Technologies Ltd. (Halle A5, Stand 418) produziert hochwertige Netzteile mit neuesten Technologien und modernen Managementverfahren. Unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV) mit Ultrakondensatoren aus Graphen von Skeleton Technologies (Halle A5, Stand 201) liefern kurzzeitig Leistungen im Megawattbereich, um Stromausfälle in Unternehmen zu überbrücken.
