Profil: SME-Interview zum Thema: Erneuerbare Energien der Zukunft

Wenn wir von erneuerbaren Energiequellen sprechen, meinen wir hauptsächlich frei verfügbare Primärenergiequellen wie Wasser-, Wind- und Sonnenkraft. Diese erneuern sich auf natürliche Weise: Flüsse fließen, die Sonne scheint und der Wind weht – Tag für Tag. Bei TE beziehen wir uns hauptsächlich mit Solar- und Windenergie. 

Wenn wir von der Umsetzung sprechen, meinen wir die industrielle Implementierung. Aus meiner Sicht hat es einfach eine Weile gedauert, die Kosten zu senken. Anfänglich waren Subventionen erforderlich, um den Ausbau und die Skalierung der Solarenergie voranzutreiben. Tatsächlich sind die Stromerzeugungskosten für Photovoltaik heute bereits die niedrigsten – mit einem besonders attraktiven Return on Investment (ROI) in sonnenreichen Regionen. Also mit viel Sonne.  

Einerseits mussten erneuerbare Energien erst einmal wirtschaftlich attraktiv werden. Der durchschnittliche ROI einer herkömmlichen Solarfarm liegt zwischen 10 und 20 %. Die meisten Anlagen amortisieren sich innerhalb von 5 bis 10 Jahren, danach mindestens die Hälfte und liefern dann 30 Jahre lang kostenlosen Strom. Andererseits wächst das Bewusstsein für die Folgen des Klimawandels – ebenso wie für die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen, deren Auswirkungen wir zuletzt deutlich gespürt haben. In den letzten 50 Jahren hat sich die Zahl wetterbedingter Katastrophen verfünffacht. Dies rückt inzwischen alles viel näher an unseren Wohnort, weshalb Unternehmen, Regierungen und Gemeinschaften weltweit sich verstärkt um nachhaltige Lösungen bemühen. Zudem sollte nicht vergessen werden, dass der Krieg in der Ukraine das Potenzial hat, den Trend zu erneuerbaren Energien weiter zu beschleunigen, da Europa seine Abhängigkeit von russischem Gas verringern will.    

Eine davon ist die Volatilität von Wind- und Solarenergie. Da die Sonne nicht immer scheint und der Wind nicht immer weht, liegt die tatsächliche Energieerzeugung oft unter der installierten Leistung einer Windturbine oder Solarfarm. Deshalb benötigen diese Anlagen eine Backup-Lösung, etwa großflächige Energiespeicher, oder sie werden mit anderen Energiequellen kombiniert, die in Zeiten geringer Erzeugung einspringen können. Solarfarmen erreichen beispielsweise eine Auslastung von 10 bis 25 %, was bedeutet, dass sie – abhängig vom Standort – nur während 10 bis 25 % des Jahres ihre maximale Leistung liefern. Zum Vergleich: Kernkraftwerke haben eine Kapazität von rund 90 % und sind damit etwa 3,5-mal zuverlässiger als Solarenergie. Ein weiteres Beispiel ist Hornsea 2, derzeit der größte Offshore-Windpark der Welt in der Nordsee, mit einer installierten Leistung von 1,2 Gigawatt. Bei einer angenommenen Kapazitätsauslastung von etwa 40 % kann er rund 400.000 Haushalte in den USA oder 1,1 Millionen Haushalte in der EU mit Strom versorgen.  

Mit der anpassbaren Kabelstranglösung können wir die Installationskosten um bis zu 40 % senken. Und das kann ein wichtiger Faktor sein, ob viele dieser Projekte überhaupt Realität werden. So wird die konventionelle Solarfarm-Architektur vereinfacht, indem wir die Solarstränge direkt am Stammanschluss kombinieren, wodurch die Anzahl der erforderlichen Kabelverbindungen reduziert wird. Die Architektur der CTS ermöglicht die Zentralisierung von Unterbrecherkästen, indem sie am Wandler-Pad gebündelt werden, was die Sicherheit, Effizienz und die Gesamtbetriebskosten des Solarparks verbessert. Dadurch haben unsere Kunden Millionen an Material-, Montage- und Wartungskosten sowie Einsparungen durch effizientere Betriebsabläufe verzeichnet. 

Windturbinen haben sich von etwa drei Megawatt im Jahr 2010 auf heute 14 Megawatt vergrößert, und es wird prognostiziert, dass sie bis 2030 eine Leistung von 20 Megawatt erreichen werden. Die größte Turbine der Welt ist heute die Haliade-X, eine 14-Megawatt-Turbine mit einem Kapazitätsfaktor von 60 bis 64 %. Mit nur einer Umdrehung kann sie einen britischen Haushalt für zwei Tage mit Strom versorgen. Der Trend geht eindeutig in Richtung Offshore-Windenergie, da die Windgeschwindigkeiten auf See in der Regel gleichmäßiger sind als an Land und somit eine zuverlässigere Energiequelle darstellt. In der Zwischenzeit ist die Nachfrage nach Onshore-Windkraftanlagen zurückgegangen, da die Windkraftanlagen immer größer geworden sind. Das verstärkt den Widerstand in der Bevölkerung und erschwert die Einhaltung der örtlichen Vorschriften. In Deutschland beispielsweise muss der Abstand einer Windturbine zu einem nahe gelegenen Wohngebiet mindestens zehn Mal so groß sein wie die gesamte Höhe der Windkraftanlage.  

Zu Ihrer Frage zum Beitrag von TE: Wir haben mit den richtigen Konnektivitätslösungen beigetragen, die in Bezug auf Größe, Spannungslevel und natürlich auch Zuverlässigkeit passend sind. Windkraftanlagen und Verbindungen benötigen eine zuverlässige Leistung und müssen gleichzeitig dem ständigen Verschleiß durch korrosives Salzwasser und immer stärker werdende Stürme widerstehen. Außerdem ist es extrem kostspielig, Personal und Ausrüstung per Hubschrauber auszufliegen. Diese Herausforderungen machen es umso wichtiger, Wartungsanforderungen schnell, zuverlässig und mit möglichst geringem Aufwand zu erfüllen. Je mehr vormontiert werden kann, desto besser. Um diese Herausforderungen zu meistern und die Kosten zu minimieren, haben wir schlanke und dennoch belastbare Verbindungssysteme mit vereinfachter Montage entwickelt. Für die Montage unserer Kabelanschlüsse für Hochspannungsschaltanlagen in Offshore-Windkraftanlagen ist zum Beispiel nur ein Mitarbeiter erforderlich. Diese Effizienzgewinne tragen dazu bei, dass die Windenergie im Vergleich zu herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger wird – sowohl in Bezug auf die Kosten als auch auf die Zuverlässigkeit – und bieten den Akteuren einen Anreiz für den Umstieg. Gleichzeitig arbeiten wir ständig an der Entwicklung von Lösungen, die dem Ausbau der Stromerzeugungskapazität und weiteren Formen der erneuerbaren Energieerzeugung dienen, wie etwa schwimmenden Windkraftanlagen.  

TE ist seit mehr als 60 Jahren im Energiegeschäft tätig und arbeitet seit jeher eng mit Monteuren zusammen, um deren Bedürfnisse und Schwachstellen sowie die Gesamtbetriebskosten zu verstehen. Im Grunde liegt es in der DNA von TE, konsequent Lösungen zu entwickeln, die diese Probleme angehen. Die Customizable Trunk Solution (CTS) für Solarpars oder die Hochspannungs-Kabelanschlüsse für Offshore-Windturbinen ermöglichen sowohl eine vereinfachte Installation als auch erhebliche Einsparungen bei höchster Zuverlässigkeit. Darüber hinaus bieten wir ein professionelles Schulungsprogramm für Monteure an. Weltweit schulen wir jährlich mehr als 2.500 Teilnehmer in der Anwendung von Hoch- und Mittelspannungsprodukten. 

Der verfügbare Platz für die Errichtung von Anlagen zur Nutzung erneuerbarer Energien wird immer mehr zu einer Herausforderung. Daher der Trend zu schwimmenden Offshore-Lösungen für Wind- und Solaranlagen. Diese bringen neue und anspruchsvollere Herausforderungen mit sich, wie z. B. höhere Umweltanforderungen an die Anschlüsse und höhere Spannungen, die zu bewältigen sind. Heute haben wir 72 Kilovolt für Hochspannungsanschlüsse, und für die nächste Generation sprechen wir von 132 Kilowatt. Das ist ungefähr das Doppelte. Das ist für jeden Ingenieur spannend. Wieder einmal können wir mit neuen Materialien, Steckverbinderdesigns und Überwachungssystemen an der Spitze der Technologie stehen und damit zu einer besseren und nachhaltigeren Welt beitragen. 

Ich glaube, dass wir eine zunehmend symbiotische Beziehung zwischen Erzeugung und Nachfrage erwarten können. Unsere Energienetze werden immer besser darin, zu erkennen, wo, welche und wie viel Energie verfügbar ist – und gleichzeitig, wo, welche und wie viel Nachfrage besteht. Daher werden Erzeugungs- und Lastmanagementsysteme enger zusammenarbeiten, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten und die Stromversorgung stabil zu halten.  Das Versorgungsnetz muss nun mit einer zunehmenden Zahl schwer vorhersehbarer erneuerbarer Energiequellen zurechtkommen. Darüber haben wir vorhin schon ein bisschen gesprochen. Gleichzeitig übernimmt Strom eine immer zentralere Rolle in unserem Alltag – auch in der Mobilität. Denken wir nur an E-Fahrzeuge, Beleuchtung, Kochgeräte, Heizungen und Kühlgeräte. Damit einhergehend werden digitale Technologien zunehmend wichtiger und erfordern eine höhere Anzahl an Sensoren an kritischen Verbindungspunkten im Strom- und Verteilnetz. Aus diesem Grund haben wir bei TE unsere Verbindungskomponenten mit integrierten oder nachrüstbaren Sensortechnologien entwickelt.