Energie über Fluss
Energyminer erschließt mit dem Energyfish-Schwarm eine neue regenerative Energiequelle, die auch grundlastfähig ist. Der Energyfish ist ein kinetisches Wasserkraftwerk, das ohne Staumauer oder Beton einfach und schnell im Fluss installiert werden kann. Der Fluss bleibt so natürlich, wie er ist. Die Technologie ist vollständig fischverträglich. Durch die innovative Technologie und das neue Anlagenkonzept wird kinetische Wasserkraft erstmals in breiter Anwendung wirtschaftlich und damit nutzbar.
Klassische Wasserkraft ist in Deutschland ausgereizt. Nur drei Prozent des Strommixes kommt aus Stauseen und Flüssen. Ein weiterer Ausbau ist schwierig, weil der Eingriff in die Umwelt beim Bau einer Talsperre oder eines Wehrs einfach zu groß ist. Obwohl: Das Nein zu neuen Wasserkraftwerken gilt nur für die klassische Bauweise. Wasser fällt nach unten, die dabei freiwerdende potenzielle Energie treibt eine Turbine an. Es gibt aber noch eine zweite, bisher nicht genutzte Möglichkeit: die kinetische Energie – vereinfacht gesagt: die Fließgeschwindigkeit – des Wassers. Wenn man kleine Rotoren mit Generatoren im Fluss verankert, kann man große Mengen Energie erzeugen, indem man viele solcher Anlagen zu “Schwärmen” verbindet. Das Aufstauen des Flusses ist nicht notwendig, der Eingriff in die Umwelt minimal. Einige Start-ups haben das schon versucht, aber alle sind gescheitert.
Technik aus E-Scootern
Energyminer möchte es nun besser machen. Dr. Georg Walder und Dr. Richard Eckl haben das Unternehmen 2021 gegründet. Gemeinsam mit Chantel Niebuhr und einem wachsenden Team entwickeln sie die Technologie kontinuierlich weiter. Vieles spricht dafür, dass sie den Durchbruch für die kinetische Wasserkraft schaffen. Da ist das neue technische Konzept, das mit Niederspannungen unter 60 Volt arbeitet – das sorgt nicht nur für Sicherheit, sondern auch für Kosteneffizienz. Die elektrischen Komponenten entlehnen die Gründer aus E-Bikes und E-Scootern, das drückt die Kosten auf ein Zehntel im Vergleich zu früheren Konzepten. Der Energyfish wird in der Strömung verankert und schwimmt wie ein Fisch im Wasser, daher der eingängige Name. Ein Energyfish wiegt um die 150 Kilogramm und kann von vier kräftigen Personen auch an entlegene Flussabschnitte getragen und in Betrieb genommen sowie wieder abgebaut werden, wenn die Genehmigung erlischt. Auch Umweltschützer sind zufrieden. Große Fische werden von Gittern abgehalten, kleine Fische kommen heil durch den Rotor, weil dieser sich nur langsam dreht.
„Wir sind Ingenieur:innen und kennen uns bestens mit Mechanik und Elektrotechnik aus“, sagt Georg Walder, „von IoT, Cloud und Webentwicklung haben wir aber wenig Ahnung.“ Das Gründerteam brauchte also dringend Unterstützung und wandte sich an AWS, das PCG empfahl. Der Vorteil für Energyminer: AWS hat den Arbeitsaufwand von PCG finanziell unterstützt – ein Modell, das jungen Unternehmen den Einstieg in die Cloud erleichtern soll.
Die Lösung
Am Flussufer greifen das Knowhow von Energyminer und das Knowhow von PCG ineinander. Über die Powerline – also per “huckepack” über das Energiekabel – übermitteln die Energyfische Sensordaten wie Wassertemperatur, Rotordrehzahl oder die momentane Leistung zu einer Basisstation am Ufer, die sich ein Dutzend Energyfische teilen.
Aus dem Wasser in die Wolke
Von dort geht es per 5G-Mobilfunk in die AWS-Cloud, wo die Daten analysiert und gespeichert werden. Diese IoT-Plattform hat PCG gebaut. „Entscheidend war die Entwicklung eines Datenschemas sowie eines Konzeptes für die Datenübertragung“, sagt Peer Müller, Team-Manager bei PCG. Wann werden wie oft welche Daten übertragen: darüber habe man sich detaillierte Gedanken gemacht – in diesem Projekt wie auch in vielen anderen Projekten, wo PCG solche IoT-Plattformen schon umgesetzt habe. „Voraussetzung ist immer, dass man die Anwendung versteht“, so Müller, „und das geht nur im Team mit dem Kunden.“
Aus den Informationen in der Cloud lassen sich KPIs extrahieren, etwa die Menge der erzeugten Energie über die Zeit sowie die Standorte der verschiedenen Energyfische, die auf einer Kartenansicht dargestellt werden. PCG hat ein einfaches Dashboard erstellt, das über eine Weboberfläche die wichtigsten Informationen anzeigt. In einem nächsten Schritt möchten die Partner ein aufwendigeres Dashboard bauen, das weitergehende Funktionen enthält. Das könnten Diagnosedaten sein, die den Ausfall eines Verschleißteils ankündigen.
100 Energyfish for 470 households
The dashboard data still comes from a simulation, as there is currently (November 2023) only one Energyfish in operation at a mill near Munich. Everything is running smoothly there, and Energyfish are now scheduled to go into mass production. The approval process has begun for several locations in Bavaria. As there are no fundamental water laws against the operation, Georg Walder expects to receive approval quickly. “The authorities were initially surprised because they were unfamiliar with something like this, but there is now a lot of interest, and the feedback has been positive.” A school of 100 Energyfish spread over a 400-meter stretch of river would supply up to 470 households around the clock. The school of Engeryfish would save 2300 tons of CO2 annually. This can significantly reduce a community’s carbon footprint.
As soon as the permits have been granted, the first systems will be set up in spring. After that, the plan is to gradually move ahead with further locations in German-speaking countries, then in Europe and later around the world via a licensing model. In ten years, Energyminer wants to have installed one gigawatt of electrical power – and thus replace a large nuclear power plant. PCG designed the IoT platform with a data lake and a serverless platform so that it can grow as required. Peer Müller: “Thousands, tens of thousands or even many more Energyfish can be controlled via the platform without it reaching its limits. That’s when it will pay off that we opted for serverless.” PCG always makes sure, Müller continues, that the customer can operate the platform themselves. “We don’t want to make customers dependent, but rather want to advise and enable our customers.”
Resultate und Vorteile
Georg Walder is optimistic that Energyminer’s business model will prove successful. His team achieved costs of 4.4 cents per kilowatt hour in a simulated scenario.
In Germany, the feed-in tariff for a kilowatt hour is currently over 12 cents – a good profit that Energyminer would directly invest in new electrical installations. In contrast to other start-ups that have failed with similar kinetic hydropower concepts, Energyminer will not sell its electrical installations, but operate them itself.
Ob Unternehmen oder Bürger – jeder kann investieren und bekommt eine garantierte Rendite. Mit der technischen Expertise von PCG sowie sowie Infrastruktur und Managed Services von AWS werden wir diese Vision auch weiterhin verfolgen.
Über PCG
Die Public Cloud Group (PCG) unterstützt Unternehmen bei ihrer digitalen Transformation durch den Einsatz von Public Cloud-Lösungen.
Mit einem Portfolio, das darauf ausgerichtet ist, Unternehmen aller Größe auf ihrer Cloud Journey zu begleiten, sowie der Kompetenz von zahlreichen zertifizierten Expert:innen, mit denen Kunden und Partner gerne zusammenarbeiten, positioniert sich PCG als verlässlicher und vertrauenswürdiger Partner der Hyperscaler.
Als erfahrener Partner der drei relevanten Hyperscaler (Amazon Web Services (AWS), Google Cloud und Microsoft Cloud) hält PCG die höchsten Auszeichnungen der jeweiligen Anbieter und berät Sie als unsere Kunden in Ihrer Cloud Journey unabhängig.
