Gemeinsam mit Forschern aus Industrie und Hochschulen untersucht die werkkraft im Werksviertel-Mitte, wie die automatisierte Verarbeitung einer Vielzahl an Messdaten in Zukunft zu mehr Energieeffizienz in Gebäuden und auf Quartiersebene führen kann.
Man stelle sich vor, ein Gebäude wäre in der Lage direkt mit seiner Energiezentrale zu kommunizieren. Also mit jener Zentrale, die das Gebäude mit Strom, Wärme und Kälte versorgt, damit die Menschen darin überhaupt bequem wohnen oder bequem arbeiten können. Dieses Gebäude ist imstande vorherzusehen, wann die Menschen mehr Wärme benötigen, wann es in Besprechungsräumen der CO2-Gehalt steigt, so dass die Lüftung aktiv werden muss oder es weiß, wann die Menschen oder Maschinen in ihm besonders viel Strom benötigen. Durch die Kommunikation des Gebäudes mit der Energiezentrale werden konkrete Entscheidungen möglich. Kann die zu erwartende Stromspitze problemlos im Alltagsbetrieb abgedeckt werden? Oder sollten zuvor besser die Energiespeicher gefüllt werden, um den erhöhten Verbrauch auszugleichen? Die Kommunikation zwischen Gebäude und Energiezentrale sorgt so nicht nur für einen reibungsloseren Ablauf der Energieversorgung, sondern steigert auch die Energieeffizienz.
In einem Forschungsprojekt, das die werkkraft GmbH im Werksviertel-Mitte mit dem e.on Energy Research Center, dem Institute for Energy Efficient Buildings and Indoor Climate sowie der RWTH Aachen durchführt, geht es um genau diese Möglichkeiten der Steigerung der Energieeffizienz. Bisher liegen in modernen Gebäuden zwar viele Messdaten einzelner Sensoren zum Energiebedarf und -verbrauch vor, doch die Analyse dieser Rohdaten mit dem Ziel Ineffizienzen aufzudecken ist sehr aufwändig. Hinzu kommt, dass Systemeingriffe bei einzeln aufgedeckten Ineffizienzen nicht das energetische Gesamtbild des Gebäudes berücksichtigen. Theoretisch könnten Eingriffe dadurch zwar gut gemeint und richtig gedacht sein, aber im Endeffekt dennoch zu einer Verschlechterung der Energieeffizienz führen.
Im Werksviertel-Mitte versucht das Team rund um die werkkraft nun im Rahmen des ausgerollten Forschungsprojekts einen lernenden Algorithmus zu entwickeln, der die Daten verschiedener Sensoren eines Gebäudes zusammenfassen und in einem virtuellen Labor verarbeiten kann. Dieser Algorithmus soll später sogar in der Lage sein verschiedene Gebäudetypen – zum Beispiel Büro oder Wohnung – anhand der verarbeiteten Daten zu unterscheiden. Auf diese Weise ließe sich die Optimierung des Energiebedarfs nicht nur auf Objekt- sondern sogar auf Quartiersebene realisieren. Findet der Algorithmus Inneffizienzen, schlägt er über eine sogenannte Maschine-Mensch-Schnittstelle Verbesserungen für die Steuerung einzelner Objekte oder für den Objektverbund vor. Über dieselbe Schnittstelle laufen auch Benachrichtigung bei Fehlverhalten. Geht es nach den Forschern soll es mithilfe der gesammelten Daten und Erfahrungswerte sogar möglich sein, virtuelle Sensoren zu entwickeln, die anhand der vorhandenen Daten zusätzliche Informationen aus parallellaufenden Simulationen generiert.
Doch virtuelle Sensoren sind nur der Anfang. So gehen die Forscher im Werksviertel-Mitte beispielsweise auch der Frage nach, inwieweit das von ihnen verbesserte objektorientierte Monitoring einzelner Gebäude und Quartiere die Voraussetzungen für den Einsatz Virtueller Kraftwerke schafft oder überhaupt erst ermöglicht. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fand das Forschungsprojekt so spannend, dass es dafür sogar nachträglich eine Förderung bewilligte. Die Ergebnisse des Projektes sollen in zwei Jahren im Jahr 2022 vorliegen.