Innovative Elektrotechnologien können dabei helfen, regenerative Energiequellen stärker in den Energieverbrauch mit einzubeziehen und einer nachhaltigeren Zukunft so den Weg zu ebnen. Zur Dekarbonisierung fällt die Energietechnik in Gebäuden in Zukunft digital, transparent und smart aus.
Digitalisierung und KI machen die Energietechnik in Gebäuden zukunftsfähig
Die Zukunft ist smart und digital: Nachhaltige Energietechnik basiert künftig auf intelligenter Stromtechnik. Die digitale und innovative Version des herkömmlichen Stromnetzes – auch Smart Grid genannt – setzt auf fortschrittliche Technologien, um den Energieverbrauch genau zu ermitteln und zu optimieren:
- Innovative Sensoren, Aktoren und Zähler: Einen Teil des Smart Grids stellen modernste Elemente wie diese dar. Sie überwachen den Energieverbrauch in Echtzeit und stellen die Daten dem intelligenten Energiemanagementsystem zur Verfügung.
- Intelligente Wechselrichter: Sie integrieren Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Solarenergie und Windkraft in das Stromnetz, indem sie Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln. Intelligente Wechselrichter können zudem den Eigenverbrauch der Anlagen steuern und damit die Abhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz reduzieren.
- Intelligente Kommunikationswege: Durch intelligente Kommunikationsnetzwerke wird der Austausch der von Sensoren aufgenommenen Daten in Echtzeit ermöglicht.
- KI und Maschinelles Lernen: Moderne Energiemanagementsysteme basieren auf Künstlicher Intelligenz und können die vom Smart Grid bereitgestellten Daten analysieren. Dadurch wird nicht nur der Energieverbrauch in Echtzeit ermittelt, sondern auch Einsparungspotential ausfindig gemacht. Mit Hilfe von Aktoren als Teil der smarten Gebäudesteuerung kann KI-basierte Energietechnik Anpassungen vornehmen, um den Betrieb des Gebäudes energieeffizienter und nachhaltiger zu gestalten. Maschinelles Lernen deckt dabei Muster im Energieverbrauch auf und passt die Bereitstellung entsprechend an.
Dezentralisierung und Datenanalyse: Die Rolle von Smart Metern in der Energiewende
Smart Meter spielen eine entscheidende Rolle, nicht nur in Privathaushalten, sondern auch in gewerblichen und größeren Gebäuden. Diese intelligenten Messsysteme ermöglichen eine präzise und kontinuierliche Erfassung des Energieverbrauchs in Echtzeit. Durch die Erfassung und Übermittlung von Verbrauchsdaten helfen Smart Meter, den Energieeinsatz effizient zu steuern und Engpässe zu vermeiden. Sie ermöglichen eine bessere Integration erneuerbarer Energiequellen, da der Energieverbrauch vorausschauend geplant und optimiert werden kann1.
In Verbindung mit intelligenten Energiemanagementsystemen leisten Smart Meter einen wesentlichen Beitrag zur nachhaltigen Energienutzung in Wohn- und Zweckgebäuden. Sie fördern die Dezentralisierung der Energieversorgung, indem sie die Nutzung von lokal erzeugter, erneuerbarer Energie wie Solarstrom optimieren. Durch die Kombination von Smart Metern mit datenbasierter Analyse können Gebäude ihren Energieverbrauch anpassen und zur Erreichung der Netto-Null-Ziele beitragen.
Energiespeichersysteme sind künftig kritische Anlagen moderner Energielösungen
Um auch wirklich nachhaltige Energietechnik schaffen zu können, sind effiziente Energiespeichersysteme vonnöten. Batterie- oder Wasserstoffspeichersysteme erlauben künftig mehr Flexibilität, da sie die längerfristige Speicherung von überschüssiger Energie aus regenerativen Energiequellen ermöglichen. Schwankungen im Energieangebot können damit ausgeglichen werden, um unabhängiger vom Stromnetz zu werden. Dadurch lassen sich auch Kosten sparen, da in Zeiten erhöhter Nachfrage nicht auf teuren Strom zurückgegriffen werden muss. Batterie- und Wasserstoffspeicher bringen in Bezug auf moderne Stromversorgung und Energietechnik unter anderem diese Vorteile mit:
- Keine Nebenwirkungen für die Umwelt
- Können sehr leicht in moderne Energielösungen integriert werden
- Vergleichsweise klein und daher leicht zu transportieren
- Für den Hausgebrauch und die industrielle Verwendung geeignet
- In ihrer Speicherkapazität flexibel wählbar
Übrigens: Die Studie “Grüne Energieprodukte2 – ein nachhaltiges Geschäftsmodell” hat 72 Teilnehmer aus der Energiebranche dazu befragt, welche Trends zur Dekarbonisierung 2025 eine Rolle spielen werden und die Branche prägen. 40 Prozent der Teilnehmer sehen in Wasserstoff-Energiespeicherung großes Potential – und spielen daher mit dem Gedanken zur Beschaffung.
Auch Baumaterial spielt unter den Energietechnik Trends eine zentrale Rolle
Die Wahl umweltfreundlicher Baumaterialien ist für die Gesamtenergiebilanz eines Gebäudes entscheidend und wirkt sich direkt auf die Energietechnik aus. Während sich die Energietechnik vorwiegend auf die Betriebsphase und die effiziente Energienutzung eines Gebäudes bezieht, beeinflussen die Baumaterialien die Energieeffizienz und den Ressourcenverbrauch über den gesamten Lebenszyklus hinweg – von der Herstellung über den Bau und Betrieb bis hin zum Rückbau. Materialien, die sich energiearm produzieren lassen und leicht zu recyceln sind, wie Naturstein, recycelter Stein, Recyclingstahl und schnell nachwachsende Rohstoffe wie Bambus, tragen somit wesentlich dazu bei, die Nachhaltigkeit von Gebäuden ganzheitlich zu fördern und die Energiebilanz langfristig zu verbessern.
Einen weiteren Energietechnik Trend unter den Baumaterialien stellen biogene Dämmstoffe dar, die derzeit in diversen Forschungen untersucht werden. Sie können die erzeugte Wärme in Gebäuden speichern und bei Bedarf wieder abgeben – wodurch der Energiebedarf weiter entlastet wird.
Ziel moderner Energietechnik ist es, Gebäude effizienter und nachhaltig zu betreiben
Innovative Energietechnologien basieren auf der digitalen Transformation, intelligenten Kommunikationsnetzwerken, der smarten Gebäudeautomation und Künstlicher Intelligenz. Die Vernetzung aller Energiesysteme eines Gebäudes und deren automatische Anpassung kann den Energieverbrauch erheblich senken, indem sie den Betrieb effizienter gestalten und auf tatsächliche Nutzungsmuster reagieren. Dadurch leisten moderne Energiesysteme einen wichtigen Beitrag zur Energiewende und einem wirtschaftlicheren Gebäudebetrieb.
Auch die Implementierung erneuerbarer Energien wird durch die Flexibilität moderner Energietechnik erleichtert. Gleichzeitig werden durch digitale Transparenz und einfache Anpassungsmöglichkeiten Komfort und Bedienbarkeit für die Nutzer verbessert. Nachhaltige Baumaterialien wie biogene Dämmstoffe unterstützen zukunftsfähige Energietechnik, indem sie den Wärmebedarf eines Gebäudes langfristig reduzieren und so den Energieeinsatz weiter senken.
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FAQ: Häufig gestellte Fragen
Welche innovativen Technologien werden derzeit in der Energietechnik zur Verbesserung der Nachhaltigkeit entwickelt?
Moderne Energielösungen machen sich die Vernetzung aller Energiesysteme und innovative Sensoren zunutze, um den Stromverbrauch in Echtzeit zu überwachen. Z.B. Mit Hilfe Künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen werden die Daten analysiert und Verhaltensmuster aufgedeckt – wodurch Einsparpotential ermittelt werden kann. Eine rechtzeitige Anpassung mit Hilfe der Gebäudeautomation oder Gebäudesteuerung sorgt für die optimale Energieeffizienz des Gebäudes und damit einen nachhaltigen Betrieb. Insbesondere, wenn das smarte Energiemanagementsystem erneuerbare Energien aus Photovoltaik oder Windkraftanlagen dank entsprechender Speicher verstärkt implementieren kann.
Wie können erneuerbare Energiequellen effizienter in bestehende Energiesysteme integriert werden?
Damit erneuerbare Energien effizienter in bestehende Energiesysteme integriert werden können, müssen sich die Systeme flexibel (beispielsweise herstellerübergreifend) miteinander verbinden lassen. Gleichzeitig sind effiziente Energiespeichersysteme wie Batterie- und Wasserstoffspeicher vonnöten, um überschüssige Energie aus regenerativen Energiequellen langfristiger bereithalten zu können – und die größtmögliche Unabhängigkeit vom Netz zu ermöglichen.
Welche politischen und wirtschaftlichen Maßnahmen können den Übergang zu einer nachhaltigen Energieversorgung unterstützen?
Eine der Herausforderungen besteht darin, das Stromnetz an neue Aufgaben anzupassen. Hohe Investitionen in die Infrastruktur sind vonnöten, um logistische Herausforderungen zu bewältigen: Denn der Energietransport erfolgt längst nicht mehr nur von großen Stromerzeugern zum Verbraucher hin. Da dieser selbst dezentral Strom produzieren und Überschuss in das Netz einspeisen kann, muss die Infrastruktur neuen Ansprüchen gerecht werden. Doch damit nicht genug: Ebenso wichtig ist es, dass Politik und Wirtschaft das Investment in erneuerbare Energien attraktiver machen (beispielsweise durch höhere Fördermittel) und Bürokratie dabei künftig keine große Hürde mehr darstellt.