Herzstück der Anlage ist das Okra Solar Pod. Das mit Fusion 360 konstruierte Steuergerät regelt den Energiefluss. Unabhängig davon, ob zwei oder 200 Häuser im Netz zusammengeschlossen sind, sorgt es dafür, dass die einzelnen Haushalte die Leistung abrufen können, die sie in einem bestimmten Moment benötigen. Da in jedem Haus Batteriespeicher installiert sind, verfügt das System über eine ausgezeichnete Flexibilität und kann die gespeicherte Energie zum Ausgleich des variablen Strombedarfs einsetzen.
„Das Pod kann erkennen, wenn ein Haushalt gerade mehr Strom aufnimmt, als er selbst bereitstellen kann und gibt Leistung aus dem Netz frei“, erklärt Oscar Aitchison, Produktmanager für Inselnetzlösungen bei Okra Solar die Funktionsweise des smarten Steuergeräts. „Wenn ein Haushalt gerade einen Energieüberschuss produziert, gibt das Steuergerät Leistung frei, damit andere Haushalte ihre Batteriespeicher aufladen können.“
„Wenn in einem Haus zum Beispiel mal eine Hochzeit gefeiert wird, kann die Beleuchtung oder die Beschallung also ruhig üppig ausfallen. Die Energie kommt dann von den angeschlossenen Häusern mit Energieüberschüssen,“ ergänzt Hannan.
Das Pod kommuniziert über 2G-, 3G- oder 4G-Netze, deren Abdeckung auch in ländlichen Gebieten relativ gut ist. Zusätzlich kann sich das Gerät auch über VSAT-Satellitentechnologie mit Wi-Fi verbinden. Die vom Okra Pod übernommenen Funktionen, wie das Leistungsmanagement im Inselnetz, die Fernüberwachung und die Abrechnung, werden mit einer eigenen Smartphone-App von Okra Solar verwaltet: Harvest.
Erst die Möglichkeiten der IoT-Technologie in Bezug auf die Optimierung und Automatisierung der Kommunikation machen den Betrieb eines solchen Stromnetzes zu einer runden Sache. Gerade in bisher unterversorgten Gebieten bietet die Anbindung eines solarbetriebenen Inselnetzes an das Internet der Dinge in Bezug auf die Wartung und die Infrastruktur entscheidende Vorteile. Da die App darüber hinaus in der Lage ist, Probleme mit Hardwarekomponenten im Netz selbst zu erkennen, sind die Anforderungen an die technische Ausbildung von Wartungspersonal niedriger. So können die Menschen in der örtlichen Gemeinde die Instandhaltung und Reparatur des Netzes selbst meistern.
„Wenn ein bestimmtes Solarmodul keinen Strom erzeugt, können wir das anhand unserer Zeitreihendaten und mithilfe bestimmter automatisch angewendeter Regeln genau erkennen. Wir können das Problem dann der Person vor Ort melden, welche für die Wartung zuständig ist. Diese geht dann beispielsweise zu einem bestimmten Haus und repariert die Verkabelung des Solarmoduls“, schildert Aitchison. „Ohne das Internet der Dinge ist dieses Maß der Automatisierung nicht vorstellbar.“
Gerade in Gegenden, in denen die Anfahrtszeiten aufgrund der rudimentären Verkehrsinfrastruktur normalerweise extrem lang wären, seien lokale Arbeitskräfte nicht hoch genug zu schätzen. „Es kann Tage dauern, an diese Orte zu kommen“, schildert Aitchison. „Viele Siedlungen sind nicht an das Straßennetz angeschlossen. Die Datenkommunikation ist davon zum Glück nicht betroffen. Dank der Technologie können die Menschen vor Ort viele kleine Probleme in ihrer Gemeinschaft selbst lösen. Somit brauchen wir unsere Techniker nicht jedes Mal auf ein tagelanges Abenteuer entsenden, nur um herauszufinden, was vor sich geht.“
Die Infrastruktur für das vermaschte Inselnetz ist außerdem leichter zu reparieren. Es gibt keine zentrale Energieerzeugungsanlage, von der die Energie nach außen verteilt werden muss. „In unserem Inselnetz werden geringe Leistungen übertragen. Die überschüssige Energie geht von einem Haushaltsanschluss zum nächsten. Die Entfernungen sind kurz“, erklärt Hannan den Vorteil seiner Lösung, bei der wegen der begrenzten Ströme und niedrigen Spannungen kleine Kabelquerschnitte verwendet werden können. „Unsere Übertragungsinfrastruktur ist nicht nur einfacher zu installieren. Sie ist auch sicherer und wirtschaftlicher. Man spart über 90 % der Kosten, wenn die Infrastruktur für geringe Übertragungsleistungen bemessen werden kann.“