Vor allem in der Realisierung und Implementierung von Anlagen steckt noch viel Potential für effizientere Lösungen. Dass etwa die Ausrichtung und Neigung einer Solaranlage eine wichtige Rolle spielt, ist klar. Und mittlerweile gibt es viele technische Lösungen, um Solaranlagen optimal zu betreiben: Sogenannte Solartracker (Nachführsysteme), die PV-Zellen optimal auf den Sonnenstand ausrichten, sind ein elementare Bestandteil einer jeden Anlage, die um die optimale Auslastung und Nutzung bemüht ist. Die Herausforderung im Betrieb liegt heute in der effektiven Gerätebereitstellung und Verwaltung einzelner Komponenten und auch ganzer Anlagen. Das gilt umso mehr, je abgelegener der Standort ist.
Paradebeispiel dezentraler IT-Struktur
PV Hardware ist ein Hersteller von Solartrackern. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Spanien ist international bekannt für seine Technologien in diesem Bereich aber auch für seine Anlagen und SCADA-Lösungen (Supervisory Control and Data Acquisition) bei industriellen PV-Solarbetrieben. Kunden des Unternehmens vertrauen darauf, dass die Systeme die Energieerzeugung optimieren und somit zu mehr Effizienz beitragen. Die spanischen Spezialisten haben sehr früh erkannt, dass die spezifische Anlagenkompetenz zwar der Grundbaustein für den Erfolg ist, es aber noch weitere wichtige Parameter gibt. Denn in abgelegenen, schwer zugänglichen Standorten mit einer erwarteten Nutzungsdauer der Solaranlagen von 25 bis 40 Jahren, begrenztem Internetzugang und ohne IT-Personal vor Ort, stellen sich weitere Herausforderungen: Dazu gehören vor allem die Steuerung, Überwachung und das Management der industriellen Solaranlagen, inklusive aller Aspekte der IT-Sicherheit. Aber auch die Verzögerungen von bis zu einem Jahr bei der Lieferung von Geräten oder Ersatzteilen sowie Ausfallzeiten von elementaren Anlagenbestandteilen können die Energieproduktion negativ beeinflussen.
Wenn Anlagen und Bauteile mit den richtigen Rechenkapazitäten sicher und verlässlich aus der Ferne gesteuert werden können, wird die Reduktion von Wartung und Kosten in einem solchen Umfeld zum echten Game Changer. Das Management einer solch verteilten IT-Infrastruktur ist aber technisch eine große Herausforderung. Die Besonderheit ist, dass die Datenverarbeitung am Rande (Edge) des eigentlichen Netzwerks stattfindet, also in der Netzwerkperipherie (z. B. an einem SunTracker) und nicht an einem zentralen Ort. Ziel ist es, dass Datenströme ressourcenschonend zumindest teilweise an Ort und Stelle, also an der Solaranlage, verarbeitet werden. Denn durch die physische Entfernung entstehen Verzögerungen in der Übertragung von Daten. Das verlangsamt die Reaktionszeiten und es entstehen technische Hürden durch die zusätzliche Einbindung weitere Komponenten im Betrieb. Zudem können beim sogenannten Edge Computing lokale Daten, die für übergeordnete, globale Erkenntnisse relevant sind, vorgefiltert und nur in der tatsächlich benötigten Form an das Rechenzentrum übertragen werden. Dadurch wird die verfügbare Bandbreite effizienter genutzt. Das Konzept des Edge Computing ist vor allem auch der Tatsache geschuldet, dass bei Anwendungen des Internet of Things (IoT) die zu verarbeitenden Datenmengen exponentiell steigen. Insbesondere bei Anwendungen, die Reaktionen in Echtzeit voraussetzen, ist eine Übertragung aller gesammelten Daten zur Aufbereitung im Rechenzentrum nicht mehr praktikabel. Wenn Daten vorgefiltert werden und Berechnungen direkt vor Ort in physischer Nähe z. B. zu den eingesetzten Sensoren und Aktoren durchgeführt werden, führt das zur besseren Ausnutzung der Bandbreiten und schnellerer Reaktionsmöglichkeit.
Orchestrierung von verteilter Edge Infrastruktur
Richtig orchestrierte Edge-Geräte können schnell in neuen Umgebungen eingesetzt werden und verfügen über die nötigen Rechenkapazitäten bei gleichzeitiger Reduzierung von Wartung und Kosten. Um seinen Kunden eine solche Lösung anbieten zu könne, fand PV Hardware bei dem Edgle-Computing-Spezialisten Zededa einen geeigneten Partner. Ivan Arkipoff, CTO von PV Hardware, betont die positiven Auswirkungen der Zusammenarbeit: „Mit Zededa haben wir einen automatischen Prozess, der schneller, weniger fehleranfällig und zukunftssicher ist. Wir können die Nodes remote verwalten, problemlos aktualisieren und haben zudem die Gewissheit, im Falle eines Softwarefehlers sofort eingreifen zu können.“
Im Einzelnen nennt Arkipoff die Besonderheiten der Lösung: „Dank der Technologie von Zededa konnte PV Hardware die Gerätebereitstellung und Installation vor Ort um bis zu 75 Prozent verkürzen.“ Das hat nicht nur die Effizienz gesteigert: Betreiber sind nun nicht mehr von IT-Know-how und Ressourcen vor Ort abhängig. Alle Administration erfolgt aus der Ferne. Das heißt, es gibt eine vollständige Lösung für Management, Sicherheit, Orchestrierung, Transparenz, Auditing und Compliance. So werden zum Beispiel aus der Ferne (Remote) Updates von Anwendungen und Betriebssystemen automatisch getestet und im Fehlerfall zurückgesetzt, was das Risiko von Ausfallzeiten minimiert. Probleme können ohne kostspielige Technikereinsätze vor Ort gelöst werden. Ein weiterer Vorteil ist die Skalierbarkeit der Lösung. Die Bereitstellung von Bulk-Updates für Anwendungen, Betriebssysteme und Hardware über die gesamte Lebensdauer eines Standorts hinweg bietet PV Hardware die Möglichkeit, flexibel auf sich ändernde Anforderungen zu reagieren. Gleichzeitig wird kein Risiko eingegangen: Effizientes Testen von Updates mit automatischem Fail-Back im Fehlerfall ist einfach möglich. Das wiederum legt den Grundstein für zukünftige Mehrwertdienste, die das Unternehmen seinen Kunden anbieten kann.
Für die reibungslose Implementierung einer solchen Orchestrierungsplattform ist es wichtig, dass diese für beliebige Hardware einsetzbar ist. Die vorgestellte Lösung gilt als Hardware-agnostisches, offenes Betriebssystem und ist zudem durch ein zertifiziertes Partner-Ökosystem unterstützt. Zur Flexibilität einer solchen Orchestrierungsplattform für Edge-Computing-Anwendungen gehören auch umfassende Cloud-Schnittstellen (APIs) zur Unterstützung bestehender Anwendungen und zur Integration in weitere IT-Systeme von Anwendern.
Effizienzsteigerung bleibt das Ziel – und Digitalisierung hilft
Die Solarbranche bleibt in einem dynamischen Wandel und Solaranlagen werden immer vielfältiger: Neben traditionellen Anlagen auf Dächern und Freiflächen kommt zunehmend fassadenintegrierte Photovoltaik zum Zug. Hinzu kommen Agri-PV-Anlagen, die auf zusätzlich landwirtschaftlich nutzbare Flächen installiert werden. So können fruchtbare Böden für schattenliebende Pflanzen oder sogar Weideland erhalten werden oder entstehen. PV-Module können in Lärmschutzwände integriert werden oder sogar als Belag in die Fahrbahn. Oder auch schwimmende Solarparks sind in Planung. Dazu kommen Ideen für neue und verbesserte Geschäftsmodelle. Das heißt, die Digitalisierung der gesamten Wertschöpfungskette von der Herstellung bis zu Betrieb und Wartung sowie die digitale Integration der Technologie im Netz werden eine große Rolle spielen. Und die Digitalisierung stellt eine große Chance für die Solarenergie dar. Die Effizienz von Anlagen kann noch weiter gesteigert werden. Und dabei ist nicht nur der Wirkungsgrad der PV-Module gemeint. Zededa ermöglicht es Unternehmen, Edge-Infrastrukturen mühelos, offen und sicher zu verwalten. Die Partnerschaft mit PV Hardware unterstreicht die Bedeutung von Edge-Technologien für die Zukunft der erneuerbaren Energien.
