Posts mit dem Label Technik werden angezeigt. Alle Posts anzeigen
Posts mit dem Label Technik werden angezeigt. Alle Posts anzeigen

Freitag, August 17, 2018

Entropie, Leben und Technologie

Der Unterschied zwischen Technologie und Leben

Noch tun wir uns leicht Leben und Technik als zwei Welten zu erkennen. Doch was trennt diese beiden Wirklich und wie könnte sich das ändern?

Was ist Leben?

Für Leben gibt es unzählige Definitionen, aber ich will mich an einer Beschreibung von Erwin Schrödinger anlehnen, der berühmte Physiker, der nicht weniger als die wichtigste Gleichung der Quantenmechanik aufgestellt hat, die nach ihm benannte Schrödingergleichung.

Leben ist der Export von Unordnung durch Energiezufuhr

Das bedeutet, jedes Lebewesen nimmt Energie auf und versucht damit innerhalb seiner Systemgrenzen, der Zelle oder des ganzen Körpers, die Entropie zu senken. (Entropie ist ein anderes Wort für Unordnung).
Gelingt das etwa einer Pflanze, so kann sie, nach und nach mit Hilfe der Sonnenenergie, Stoffe und Strukturen bilden, die sehr hochgradig geordnet sind. Von der molekularen Ebene mit der Bildung von Holzfasern bis hin zu den wundervollen Strukturen die wir als Blüten bezeichnen.
Eine Blüte als schönes Beispiel hoher Ordnung.
Selbstverständlich tun wir als Lebewesen nichts anderes, wir nutzen allerdings die Sonnenenergie nur indirekt, indem wir Zucker, Fett und andere energiereiche Stoffe, die letztendlich von Pflanzen gebildet wurden, zur weiteren Reduktion der Unordnung einsetzen.
Damit bilden wir in unseren Körper komplexe Strukturen wie das Kreislaufsystem oder das Nervensystem. Gibt es an irgendeiner Stelle eine Störung der Ordnung, dann versucht der Körper diese unter Energieaufwand zu beheben und "heilt" das Problem.
Erst mit höherem Alter ändert der Körper seine Strategie zugunsten des höheren Ziels der evolutionären Komplexitätsbildung. Die Störungen werden nicht mehr ausreichend behoben und das System zerfällt um neuen Generationen Platz zu machen. Nur damit ist es möglich die Gesamtkomplexität noch weiter zu erhöhen.
Zerfall ist Teil der Entropiesenkung in der Evolution

Technologie zerfällt

Wie völlig anders verhalten sich die meisten Produkte unserer technischen Welt. Auch unsere Maschinen werden mit Energie versorgt, doch dabei senken sie nicht die eigene Entropie sondern erhöhen diese, was wir als Verschleiß bezeichnen. Ein Motor nutzt sich an den Lagern ab, ein Besen an den Borsten und ein Auto nicht nur an den Reifen. Nach kurzer Zeit werden alle diese Systeme unbrauchbar und werden zumeist den vollständigen Zerfall preisgegeben. 
Die Grabsteine im Bild oben symbolisieren nicht nur die Endlichkeit menschlichen Lebens, sie sind selbst ein Symbol für den Zerfall menschlicher Produkte die wir zwar gerne für die Ewigkeit schaffen wollen, die aber den gleichen Zerfallsprozessen unterliegen wie ein aufgegebener Körper, der keine Energie mehr umsetzt.

Technologie der nächsten Generation

Der drastische Unterschied zwischen Leben und Technik könnte aber in Zukunft gemildert werden. 
Gibt es bereits technische Systeme, die zumindest im Ansatz durch die Energiezufuhr Unordnung senken? Ein Beispiel mag eine Festplatte oder ein anderer Datenspeicher sein. Er kann dank geeigneter physikalischer Prinzipien Daten speichern und wieder weitergeben. Daten sind per Definition negative Entropie, mithin wird zumindest ein winziger Teil der Energie dieser Geräte für die Erhöhung der Ordnung in diesen Systemen verwendet.
Ein anderer Zweig sind die Prozesse in Produktionsmaschinen. Dort werden Bauteil automatisch von Robotern unter Energiezufuhr zusammengesetzt und damit Systeme mit geringerer Entropie geschaffen als die Ausgangselemente hatten. Spinnt man diesen Ansatz weiter, so dass von der Mine, in der die Rohstoffe gewonnen werden, bis zur Auslieferung von Produkten mit Drohnen, alle Schritte automatisch erfolgen, dann hat man ein System, das erhebliche Ähnlichkeiten mit lebenden Strukturen hat.
Selbstreplizierend?

Der nächste Schritt ist dann, dass auch die Maschinen der Fertigungskette autonom hergestellt und eingesetzt werden. Damit hat man die Stufe eines stabilen Lebewesens erreicht, das zugelieferte Energie für die Reduktion seiner eigenen Unordnung verwendet.
Der letzte Schritt besteht dann in einem System, dass diesem Status Quo durch eine generelle Anhebung der Komplexität entweichen kann, möglicherweise wieder durch einen Evolutionären Ansatz oder durch Künstliche Intelligenz.
Damit wären dann alle Elemente von Leben auf Technik übergegangen und die klassische Vorstellung von Leben, das nur in biologischen Strukturen existiert, würde verfallen.

Und mein Video zu Innovationen: https://youtu.be/Us7-RfpaL0A


Dienstag, März 27, 2018

Probleme mit einfacher Technik

Kommunikationsprobleme

Wir leben in einer Welt mit extrem leistungsfähiger Technik, unsere Prozessoren können mehr Rechnungen in einer Sekunde erledigen als ein Mensch in seinem Leben jemals rechnen könnte. Unsere Festplatten können mehr Daten speichern, als eine Staatsbibliothek an Text besitzt. Wir wählen eine Nummer und können fast jeden Menschen auf der Welt mobil anrufen und trotzdem funktionieren manche Sachen nicht.
Ich will das in diesem Blog an einigen Beispielen darstellen.

Beamer nutzen

Wir kennen das alle, ein Vortrag, eine Präsentation mit Powerpoint soll für alle sichtbar auf die Leinwand projiziert werden. Der Laptop hat über 1000 € gekostet, der Beamer ähnlich viel, das Kabel steckt, aber kein Bild. nach zwei Minuten ruft der Referent um Hilfe, ein Computerexperte im Publikum eilt herbei, Geräte werden aus und wieder eingeschaltet, Auf der Tastatur werden abenteuerliche Kombinationen gepresst, CTRL, ALT, F11, F7, AltGr, Strg, und plötzlich, das Publikum hat schon fast aufgegeben und plant schon für die Zeit nach dem Abend, sieht man doch ein Bild. Nicht selten haben 100 gutbezahlte Personen 10 Minuten sinnlos gewartet. Je nach Gehalt sind das schnell 1000 Euro, also mehr Geld, als der Beamer gekostet hat!
Verschiedene Zwischenstecker für Video,
hier auf einem Besprechungstisch bereitgehalten

Und das multipliziere ich jetzt mit einer Million Vorfälle weltweit und täglich, das sind mehr als 300 Milliarden, eine unvorstellbare Summe und niemand will das Problem lösen.
Nein es wird schlimmer, neue Stecker machen das Leben noch schwerer.

Woran kann das liegen? Ich weiß es nicht, habe aber einige Ideen, wie man das Problem lösen könnte: Das Programm Powerpoint erkennt, dass ein Beamer angeschlossen ist und öffnet ein Fenster mit dem Text "Sollen jetzt alle die Präsentation sehen? Ja/Nein",  Man Klickt auf ja und alle sehen die Show. Das sollte mit einem endlichem Aufwand möglich sein. Für Kritiker: Es wurden schon aus geringfügigem Anlass Popup Fenster geöffnet.

Mikrophon Probe

Ähnlich ist es wenn man einen Vortrag mit Mikrofon halten will. Das geschieht nicht ganz so häufig als Powerpoint präsentiert wird, aber es ist vergleichbar nervig. Der Referent hat ein Mikro, und was sind seine ersten Worte: "Kann mich jeder verstehen?"
Netter Professoren-Witz am Rande: "Das wird sich gleich ändern!"
Wie oft erleben wir, dass die Technik nicht tut?

Warum können Systeme die Mikros und Lautsprecher als Schnittstellen haben, nicht selbst bemerken, dass der Lautsprecher nicht funktioniert, also kein Echo im Mikro eintrifft? Oder gar selbstständig eine vernünftige Lautstärke einstellen oder noch besser, die Rückkopplung unterdrücken. Zugegeben, einige Systeme haben mit der Rückkopplung keine Probleme, aber der Rest der Mikrofonprobe hat sich in den letzten 20 Jahren nicht wirklich geändert!

Auch hier sollte die Software schneller das Problem erkennen, als der Referent, etwa von Bluetooth auf WLAN wechseln, wenn die Entfernung zu groß ist, das Mikro sagen lassen, dass es nicht eingeschaltet ist oder was auch immer Erfinder finden mögen, es geht hier um viele Menschen, die ungeduldig warten.

Telefon und Videokonferenz

"Bin ich der Erste?", "Kann man mich hören", "jetzt ist er weg", "jetzt turnt er wieder"
Wer diese Sätze nicht kennt, war noch nie in einer Telefonkonferenz. Das Problem fängt schon damit an, wie man Menschen eindeutig mit einer E-Mail einladen kann. Eine E-Mail an 4 Teilnehmer aus 3 Ländern, und nun? Die Uhrzeit wird nicht richtig erkannt, die lokale Einwahlnummer nicht angegeben, die Einwahl über den Rechner nicht per Link mitgeteilt.

Hat man all das mit viel Mühe geschafft fehlt immer einer, der kann aber nicht trivial über das Internet angeklingelt werden, obwohl er doch eine passende E_Mail empfangen hat. Dann wird zum Handy gegriffen, und nach zehn Minuten, wenn alles gut geht kann man mit den Gesprächen beginnen.

Jetzt beginnt der Chaos mit Rückkopplung, Mute Schaltung, Bandbreitenproblemen, usw.
Über die Probleme des Kammeraeinsatzes oder gar von Screensharing will ich garnicht reden. 
Ja, es gibt Programme die weiterhelfen, aber nur unter bestimmten Bedingungen, wenn sie jeder erfolgreich installiert hat, und wann hat jeder schon das Gleiche installiert. 
Gotomeeting, für mich im Moment noch die beste Lösung,
wenn auch noch lange nicht perfekt.

Das ist wie Telefonieren, wenn man nur Menschen anrufen könnte die exakt das gleiche Telefon besitzen. 

Auch hier ist das Problem alt, ich habe vor 20 Jahren schon über Internet erste Telefonate geführt, damals gabe es noch, als top Bandbreite, ISDN mit 64kBit/s, heute haben alle mehr als 1 MBit/Sekunde und es geht immer noch nicht.

Zukunft

Ich wünsche mir für die Zukunft nicht weitere lustige Kacheln bei Windows 10 oder was kommen mag, sondern dass einfach all das oben beschriebene, und einiges mehr, funktioniert.

Es bleibt also noch viel zu tun, bis das erste vollautomatische Auto ein guter Platz für eine unfallfreie Videokonferenz ist:-)

Mittwoch, August 09, 2017

Die Kraft der Lernkurve

Wie das  Swanson-Law die Welt verändert

Alles wird besser, alles wird billiger.
Eines der erstaunlichsten Gesetze in der Welt neuer Produkte ist die Tatsache, dass die Preise mit zunehmender Stückzahl nach einem einfachen mathematischen Gesetz sinken. 
Da man das Gesetz kennt, kann man für viele Produkte, die in großer Zahl hergestellt werden, den zukünftigen Preis abschätzen. Insbesondere für relevante Produkte die für die weltweite Energiewende nötig sind liegen jetzt interessante Resultate vor, die in Energy Nature [1] veröffentlicht wurden.

Stetig sinkende Preise

Im Bereich der Computerprodukte ist es jedem schon einmal aufgefallen, ein Laptop, eine Festplatte oder ähnliches waren vor zehn Jahren viel teurer als heute. Um die Situation grafisch übersichtlich darzustellen, wird die Anzahl der produzierten Produkte, etwa Festplatten, nach rechts mit logarithmischer Skala aufgetragen und der Preis, ebenfalls Logarithmisch, nach oben.
Man erhält damit eine Lernkurve, auf der mehr oder weniger alle Punkte liegen:
Lernkurve für Festplatten
Die Steigung der Kurve gibt jetzt an, wie schnell der Preis mit zunehmender Stückzahl fällt. Bei Festplatten zeigt die orange Linie in etwa, dass bei einer Verzehnfachung der Produktion der Preis auf etwa ein Zehntel gefallen ist. 
Das ist in der IT nicht ungewöhnlich, ähnliche Werte findet man für RAM, Rechenleistung oder Glasfaser-Datenübertragung. Hier wirkt sich aus, dass in der IT durch eine Verkleinerung eine starke Verbilligung der Produkte einhergeht. 

Die Rückkopplung

Im Bereich von anderen industriellen Produkten, fällt der Preis nicht ganz so schnell, aber immer noch viel schneller als man vermuten würde. Die Ursache liegt in einer Rückkopplung, wie unten in der Grafik für Solarzellen dargestellt:

Rückkopplung bei Produktbedarf und Preis
  1. So wird zunächst zu einem hohen Preis ein Produkt hergestellt. Der hohe Preis liegt an der geringen Erfahrung mit der Herstellung und den hohen Kosten wie Vertrieb, Anlagen usw. 
  2. Nimmt der Markt das Produkt zum hohen Preis an, was bei Solarzellen etwa durch Subventionen erleichtert werden kann, geht die Produktion an die Kapazitätsgrenze 
  3. Neue Fabriken, oft auch von neuen Marktteilnehmern, werden gebaut, da offensichtlich ein Bedarf besteht.
  4. Die neuen Fabriken berücksichtigen Verbesserungsmöglichkeiten und sind auch größer, um den Markt zu befriedigen, die effizientere Produktion führt zu geringeren Herstellungskosten
  5. Der Verkaufspreis sinkt und damit wird der Markt für das Produkt größer. 
Wenn der Markt bei 20% geringeren Preisen doppelt so groß ist, was zumindest in der Solarbranche bisher der Fall war, geht die Abwärtsspirale weiter, bis entweder eine Marktsättigung entsteht, oder eine dominierende Rohstoffknappheit.

Prognosetool Lernkurve

Es mag akademisch interessant sein, die Vergangenheit zu verstehen, viel spannender ist es aber immer, in die Zukunft zu schauen und haltbare Prognosen zu erstellen. 
Im Bereich der Batterietechnik wurde das in dem oben zitierten Artikel [1] ausführlich getan. 
Hier muss man jetzt sorgfältig zwischen Lernkurve und zeitlicher Preisentwicklung unterscheiden!
Auf der Abbildung sieht man die Lernkurve für sehr viele verschiedenen Energiespeichertechniken, die alle einen ähnlichen Trend nach unten zeigen. Aber es gibt wichtige Unterschiede.

Lernkurve verschiedener Energiespeichertechniken [1]
Die Bleibatterie, ein Produkt, das in extrem hohen Stückzahlen hergestellt wird (Lead acid, gelbe Rauten) zeigt praktisch keine Preisänderung in den letzten 23 Jahren, da die Stückzahl nicht mehr nennenswert erhöht werden kann und zudem der Rohstoffpreis von Blei wohl den Preis dominiert. Ähnlich Pumpspeicher, grüne Punkte, die sogar einen geringen Preisanstieg hatten.

Die Elektrolyse (Electrolysis braune Quadrate), hat zwischen 1956 und 2014 "nur" ein Marktwachstum von 100% gesehen, damit einhergehend einen Preisrückgang von 18% bei der Verdopplung des Volumens, und damit eine geringe Aussicht, in den nächsten 70 Jahren eine grundlegende Änderung zu sehen.

Ganz anders Produkte, die noch "jung" sind, wie etwa die Lithium Ionen Batterie für Elektronik (Laptop, Smartphone), dort sieht man eine sehr steile Lernkurve, in den letzten 16 Jahren ist der Preis um mehr als den Faktor 10 gefallen, der Grund liegt im extremen Marktwachstum mit einem Faktor von über 10000%. 

Hat man ein Verständnis für diese Dynamik, kann man die Linien verlängern und bekommt den Preis bei höheren Produktionsmengen in der Zukunft.

Batteriepreise Elektroautos

Jetzt muss man "nur" noch wissen, wie stark der Absatz eines Produkts bei sinkenden Preisen wächst. Das ist wiederum sehr schwierig, wie man bei Elektroautos sieht. Zum einen liegt es am Marktumfeld, etwa Benzinpreise, Dieselabgase und auch am Marketing eines Elon Musk oder gesetzlichen Regelungen, etwa in China.

Batteriepreise Elektroautos [1]
Mit dem Wissen um diese Schwierigkeiten haben die Autoren in [1] dies abgeschätzt und dabei die Kosten eines Elektroautos, genaugenommen der Batterie und Stromkosten, und die Kosten eines Verbrenner-Autos mit Motor und Tankfüllung, verglichen. Die Prognose zeigt, dass möglicherweise schon 2022 ein Elektroauto bei gleicher Leistung, billiger ist, als ein Benzinauto. Danach wird der Markt komplett kippen, weil niemand wird ein teures Auto kaufen, nur damit es Benzin verbraucht und Abgase produziert.

Zukunft

Kennt man die wirtschaftlichen und technischen Zusammenhänge kann man eigentlich erstaunlich genau die Zukunft prognostizieren. Aber das stimmt nur, wenn man alles berücksichtigt. Und daher zwei Gegenbeispiele:

Das Gesetz von Moore über den Preisverfall von Computerchips aus dem Jahr 1965 hat wesentlich länger gehalten, als Gordon Moore selbst glaubte! Er dachte, dass etwa ab 1978 das Gesetz nicht mehr gilt, weil er sich einfach nicht vorstellen konnte, dass ein Transistor heute nur wenige Nanometer groß ist und 0,0000000001$ kostet.

In der Elektrizitätswirtschaft war man um 1970 völlig sicher, dass durch den Bau von vielen Kernkraftwerken der Preis für Strom so weit fällt, dass man in Zukunft fast keinen Stromzähler https://heindl.blogspot.com/2013/10/mit-co2-die-weltwirtschaft-messen.htmlehr braucht. Es ist anders gekommen, aber das ist eine andere Geschichte.

Nachschlag: 

Aktuell (2019): Seit 2006 Entwickeln sich die Preise für Solarpaneels sehr rasch nach unten, ob das einen neuen Trend andeutet?
Seit über 10 Jahren steiler Preisverfall bei Solarpaneels, jenseits des üblichen Swanson Law Bereichs.

Weitere interessante Datenanalysen:




Quellen:

[1] The future cost of electrical energy storage based on experience rates O. Schmidt, A. Hawkes, A. Gambhir and I. Staell, NATURE ENERGY 2, 17110 (2017) | DOI: 10.1038/nenergy.2017.110 | www.nature.com/natureenerg

Donnerstag, April 20, 2017

Mars für Jedermann

Die Invasion der Mars Roboter

Das ist kein neuer Roman von Orson Welles, der die Invasion der Marsianer auf der Erde beschrieben hat, sondern eine Idee, wie Menschen in Kontakt mit dem Mars kommen ohne extreme Kosten zu haben und hohe Risiken einzugehen.
Der 11 kg schwere erste Marsrover Sojourner aus dem jahr 1997 von der Nasa [1]

Der Marsrover für jedermann

Was wünscht sich der kleine Sohn zum Geburtstag? Ein ferngesteuertes Auto!
Und dann wünschen sich Männer sicherlich ein großes ferngesteuertes Auto. Aber ein großes Auto haben die Männer ja meist schon, und das steuern eines Modellflugzeugs ist auf Dauer auch langweilig, daher brauchen wir was neues: Ein ferngesteuertes Auto auf dem Mars.

Der Bau des ersten kleinen Marsroboters, der Marsrover Sojourner war eine gewaltige Leistung und auch sehr teuer. Aber wo lagen die Kosten? Wie bei vielen technischen Geräten liegen die Kosten in der Entwicklung der Technik. Diese kann aber bei einer Serienproduktion leicht auf die vielen einzelnen Geräte aufgeteilt werden, wie man etwa am Smartphone sieht. 

Bedenkt man, dass ein Smartphone alle elektronischen Komponenten hat, die ein Marsrover benötigt,
  • Kamera
  • Hochfrequenz Sender
  • Batterie
  • Bewegungssensoren
und man statt des Displays, das auf dem Mars wohl nicht nötig ist, eine Solarzelle montieren kann, ist der Rover schon fast fertig. Es wird noch ein Fahrwerk mit einigen bürstenlosen Motoren benötigt, die sehr günstig verfügbar sind. Das alles sollte zusammen kaum schwerer als 1 kg sein.

Ablauf des Transports, vom Raketenstart bis zur Landung der Marsrover

Der zweite, aufwendige Teil einer solchen Reise ist der Transport zum Mars und die Landung. Dazu gibt es in Kürze eine leistungsfähige Mars Rakete von SpaceX, der Weltraumfirma von Elon Musk. Wenn ich Elon Musk richtig verstanden habe, dann will er Menschen zu Kosten im Bereich von einer Million Dollar zum Mars senden. Da mindestens tausend Kilogramm Material pro Mensch transportiert werden müssen, sollte der Transport von einem Kilogramm Material zum Mars im Bereich von tausend Dollar liegen. 

Damit die kleinen ferngesteuerten Autos auf dem Mars auch gut gesteuert werden können, sind sicher ein Relay-Satellit in der Marsumlaufbahn sowie Empfangszeit bei entsprechenden Radioantennen auf der Erde, nötig. Dies kann alles die Kosten nach oben treiben, verteilt sich aber auf die vielen kleinen Roboter.

Gehen wir mal von tausend kleinen Mars Rovern aus, die in eine Rakete passen und vielleicht in Bündel mit jeweils hundert Stück per Fallschirm auf dem Mars landen. Wenn jeder für "Seinen" Roboter einen fünfstelligen Betrag zahlt, dann sollte solche eine Mission in den nächsten zehn Jahren leicht möglich sein. 

Marsroboter als kleine Forschungsplattformen

Die vielen Marsrover, an jedem Landeplatz sind es etwa hundert kleine Fahrzeuge, können jetzt ihre Umgebung erforschen. Welche Steine sind zu finden? Aufnahmen der Umgebung aus unterschiedlichen Perspektiven. Anfahren von Zielen die interessant aussehen und hochauflösende Bilder der jeweiligen Stellen.

Wenn man sich vorstellt, jede Hochschule hätte so einen kleinen Rover, wie fasziniert würden die Studenten neue Ideen umsetzen? Da die Kosten geringer sind als die Anschaffung einer neuen Tafel in der Hochschule, kann es eigentlich nicht an den Kosten scheitern.

Wissenschaft demokratisieren

An vielen Stellen in der aktuellen Forschung können heute viele Menschen mitmachen. Ob man nur den eigenen Rechner zur Verfügung stellt oder aktiv Daten analysiert, etwa im Planet Hunters Projekt [2] bei dem neue Planeten und der spannende Stern "Tabby's Star" entdeckt wurde, die Wissenschaft profitiert von den Ergebnissen und die aktiven Teilnehmer lernen viel.

Bisher war Weltraumfahrt ein Unterfangen von kleinen technischen Eliten. Daher war die direkte Ausstrahlung auf die Gesellschaft neben dem "Hollywood" Effekt eher gering. Wenn aber viele Menschen an Themen, die außerhalb unseres Planeten liegen, Interesse zeigen, dann könnte auch jeder mehr Verantwortungsgefühl für unseren Planeten bekommen.

Der Flug zum Mars für Menschen ist nach meiner Meinung heute noch nicht möglich, da die Risiken und Kosten zu hoch sind, auch wenn sich in der Raketentechnik im Moment viel tut. Aber warum nicht einen natürlichen Zwischenschritt gehen, erst suchen die Menschen mit ihrem Marsrover nach einem schönen Platz auf dem Mars und erst später, wenn weitere Fortschritte entstehen, kann man vielleicht selbst dorthin fliegen.

Wann geht es los?

Jetzt ist die Zeit, eine Firma zu gründen, die das umsetzt. Einige gute Studenten in der Robotik und Informatik sollten die technische Entwicklung der kleinen Rover gut voranbringen. Bei Elon Musk kann man schon mal eine Marsrakete reservieren. Bei SpaceX ist man sicher über Zwischenschritte zum bemannten Marsflug erfreut. 

Geschickte Marketing-Menschen sollten die nötigen Mittel leicht auftreiben, denn mit Träumen kann man immer Geld verdienen.

Ich wünsche mir, dass es kein Traum bleibt.
sondern zu einer Innovation wird


Quellen:


Montag, September 30, 2013

Warum Stromkonzerne keine Solarzellen bauen

Stromkonzerne liefern Strom

Wir kennen den Spruch: "Die Sonne schickt keine Rechnung"
Das müsste eigentlich in den Ohren der Stromkonzerne eine Alarmmeldung sein. Stromkonzerne liefern gegen Geld Strom. Bisher haben sie das dadurch erreicht, dass sie Kohle oder Kernenergie in großen Kraftwerken mit komplexer Technik eingesetzt haben, die sich kein Privatmensch leisten konnte. Doch da kommt eine disruptive Innovation, die Photovoltaik (PV), ins Spiel.

Photovoltaik als disruptive Innovation 

Nach der Theorie von Clayton M Christensen [1] gibt es disruptive Innovationen die von den bestehenden Marktführern nicht verstanden werden.
Disruptive Produkte haben dabei folgende Eigenschaften:

  • einfacher
  • billiger
  • zuverlässiger
  • benutzerfreundlicher
als etablierte Produkt.
Betrachtet man die PV, so hat sie genau diese Eigenschaften. Sie ist einfach, zum Betrieb einer PV-Anlage benötigt man keinen Ingenieur oder Meister, völlig anders bei den bisherigen Kraftwerken.
Eine PV-Anlage ist billiger, nicht pro kW, aber pro Anlage, das ist gemeint wenn Christensen von billiger spricht.
Eine PV-Anlage ist außerordentlich zuverlässig, wenn die Wechselrichter nicht nach zehn Jahren einen Ausfall haben, hat man keinerlei Wartungsbedarf. 
Sie ist benutzerfreundlich, genau gesagt muss man nichts tun um sie zu betreiben, welch ein Unterschied zu all den anderen Kraftwerken.
Dieser Teil der Argumentation ist sehr zwingend und dürfte kaum Widerspruch auslösen

Ein schlechtes Produkt?


Aufgrund des hohen Strompreises und der unzuverlässigen Verfügbarkeit (Nacht!), hat eine PV-Anlage grundlegende Mängel, die den Einsatz zuerst nur in einigen kleinen Nischenmärkten zuließen. Daraus folgerten die etablierten Stromunternehmen, dass PV nicht für ihre strategische Firmenentwicklung relevant ist. Für die Stromunternehmen ist (war?) eine Photovoltaikzelle nur für einen Nischenmarkt geeignet. Etwa für Parkautomaten oder Taschenrechner mit vernachlässigbaren Umsatz. Zudem ist die Solarzelle nicht zuverlässig, da sie nur bei Sonnenschein Strom liefert.

Entwicklung aus der Nische

Viele vermeintliche Nischenprodukte mit disruptiven Eigenschaften haben aber eine höhere Entwicklungsgeschwindigkeit als die bestehenden Technologien. Als Beispiele nennt Christensen den MP3 Player gegenüber der CD-Player, den Personal Computer gegenüber der Mainframe, den Hydraulikbagger gegenüber den Seilbagger und viele weitere Beispiele.
Damit kann das disruptive Produkt immer mehr Märkte erobern, in unserem Fall PV: Zunächst nur für sehr kleine Nischen wie Netzunabhängige Systeme mit wenig Strombedarf, etwa Parkautomaten. Sinkt der Preis, wird PV für den Endkunden, der teuren Netzstrom bezieht, interessant, häufig als "Grid parity" bezeichnet.
Nach weiterem Preisverfall kann PV Diesel in Inselanlagen ersetzen.
Gridparity und Speicher+Gridparity in Japan, Quelle: Kiray
Inzwischen ist der Preis so weit gesunken, dass in sonnenreichen Gegenden, Kalifornien, der PV Strom günstiger ist als der Strom aus Gasturbinen, die "Production parity" ist damit erreicht.
Die letzte Stufe ist, dass PV inklusive der notwendigen Speicherung, günstiger als Strom aus einem Kohlekraftwerk ist, das ist noch nicht gelungen.
Hinweis: Ich habe bewusst alle Subventionen, EEG etc. nicht betrachtet.

Wo bleiben die Stromkonzerne?

Eigentlich sollten die Stromkonzerne, die Strom liefern schnell beginnen, den Kunden PV-Anlagen zu verkaufen oder zumindest zu vermieten. Aber keine spur davon, mir ist kein einziger Stromkonzern bekannt, der massiv in die Produktion von PV-Produktionsanlagen investiert hat. Obwohl ausreichend Mittel vorhanden waren und die Investition in eine PV Produktionslinie deutlich weniger kostet als ein Kernkraftwerk!
Hat allerdings die etablierte Industrie den rechtzeitigen Einstieg versäumt, dann wird es sehr schwierig. Die Gewinnmargen sinken wegen der Konkurrenz, hier PV-Anlagen, die neue Industrie hat schon sehr viel Erfahrung, die man kaum aufholen kann, das Management hat wieder einmal einen Megatrend verschlafen.

Chance Speicher

Es gibt noch eine letzte Chance, wie erwähnt ist PV-Strom plus Speicher gegenüber einem Kohlekraftwerk noch nicht wettbewerbsfähig. Damit könnten die Stromunternehmen in das Speichergeschäft einsteigen, etwa dem Lageenergiespeicher. Damit würden sie allerdings ihr eigenes Geschäftsmodell (Thermische Kraftwerke) kannibalisieren. Dies werden die Manager nicht wollen, somit bleibt nur: Ausscheiden aus dem Markt. 
Ich kann den Managern der Stromkonzerne nur wärmstens empfehlen, das Buch von C. Christensen zu lesen und intensiv nachzudenken! Hier der Link zu amazon.

Empfehlung:



Quellen:
[1] Clayton M. Christensen, The Innovators Dilemma: Warum etablierte Unternehmen den Wettbewerb um bahnbrechende Innovationen verlieren, ASIN: B0069YNVWU (e-book)

Samstag, April 02, 2011

Li Akku von Kolibri

Li Akku von Kolibri erfolgreich
Man liest: "Alle notwendigen Prüfergebnisse für die KOLIBRI Technologie konnten durch die DEKRA nachgewiesen werden. Darunter fallen Be- und Entladung der Batterie, Ermittlung des Fahrwiderstandes und der Maximalgeschwindigkeit sowie Untersuchung der allgemeinen technischen Sicherheit des Fahrzeuges. Trotz der geringeren Batteriekapazität schaffte das neu aufgebaute Elektrofahrzeug auf dem Rollenprüfstand nach ECE-R 101 eine Reichweite von 454,82 km. Der dabei ermittelte Wirkungsgrad der KOLIBRI Batterie lag bei 97 Prozent. Umgelegt auf die bei der Weltrekordfahrt genutzte Batteriekapazität von 98,8 kWh entspricht dies einer Laufleistung von 714 km."
(Quelle: http://www.dbm-energy.com/de/presse.html)
Wenn das so stimmt, ist das Elektroauto ab jetzt alltagstauglich!
Ich gratuliere der Firma DBM Energy, davon wird man noch viel hören. 
Ich selbst fahre praktisch nie mehr als 300km ohne längere Pause. In der man dann die Batterie auch laden könnte. 

Mittwoch, November 03, 2010

Monitorauflösung

Scharfes Bild? 29€!
Nein es geht hier nicht um hübsche Damen sondern um die Monitorauflösung.
Mit meinem Laptop Lenovo Z61p und dem Monitor von Medion (MD 20094) bin ich schon eine ganze Weile sehr zufrieden, bis heute Abend. Nachdem ich den Rechner an den Monitor angeschlossen habe, war plötzlich die Auflösung von 1920*1200Pixel auf 1600*1200 Pixel gefallen. Das wäre eigentlich kein großes Problem, wenn der Monitor nicht versuchen würde, jetzt auf 1920Pixel Breite hoch zu interpolieren. Dabei wird Schrift sehr unscharf und praktisch unleserlich.
Nach kurzer Suche im Web findet man natürlich einen Artgenossen mit der gleichen "Sehstörung". Ja es gibt da ein Treiberproblem und einen Link zur Lösung. Dem Link gefolgt, Easy Driver Pro heruntergeladen, und 29€ später sowie 15 Minuten Installations- und Bootzeit, oh Wunder: Perfektes Bild! (Gefühlt: Besser als je)
Geld oder Fehler? Das ist die Frage.
Geld durch Fehlerbehebung, deren Quelle sehr unklar ist, das ist wohl die Innovation.

Sonntag, Oktober 25, 2009


Meine Quelle

Meinen ersten Taschenrechner, dreistellige Fluoreszenz-Anzeige, drei feste Nachkommastellen, habe ich 1972 bei Quelle für 89 DM erworben, damit konnte ich als Bastler später einen elektronischen Zähler bauen. Zwei Jahre später kam der erste programmierbare Taschenrechner ins Haus, 72 Programmschritte inklusive GOTO und IF, 10 Speicherplätze, mithin 128Byte Hauptspeicher. Damit habe ich das Programmieren gelernt, Abspeichern war nicht möglich, alle Befehle wurden als Zahlencode eingegeben. Das Wunderwerk kostete damals sensationelle 199,--DM, mein Vater hat mir bei der Zahlung geholfen. Die erste LED-Quarz-Armbanduhr war natürlich auch von Quelle, genauso wie die Spiegelreflexkamera (1974).


Quelle war für mich der Inbegriff der aktuellen, bezahlbaren Technik. Jeden Katalog habe ich sofort nach den letzten Neuheiten durchstöbert, so gab es bereits Anfang der 70er Jahre eine Quarzuhr mit Solarzellen, 999 DM.


Irgendwann wurde Quelle für mich von Vobis abgelöst und das Unternehmen hat für mich verloren, da es nicht mehr ganz vorne war.


Innovationen verkaufen ist ein ganz wesentliches Element gewesen, das dieses Unternehmen vergessen hat.