Luftaufnahme Windräder und Wolken

Neue Verfahren zur Energiesytemoptimierung mit Cloud Energy

Die Digitalisierung der Energiewende, und dazu gehören auch Energiesysteme in der Cloud, wird als ein wichtiger Schlüssel zur Erreichung der energiepolitischen Ziele der Bundesregierung angesehen. Doch im Zuge der Energiewende kommen neue, auf die jeweiligen Anforderungen spezialisierte und technisch komplexe Energieversorgungskonzepte zum Einsatz: Inselnetze werden zum Beispiel aufgebaut, um Netzentgelte zu sparen. Speicherkapazitäten werden ausgebaut, um von schwankenden Energiepreisen zu profitieren, und durch Sektorenkopplung werden energieeffizientere Versorgungssysteme geschaffen. Vor diesem Hintergrund entsteht für Unternehmen die Herausforderung, wie Energieversorgungskonzepte unter komplexen technischen und sich ständig ändernden wirtschaftlichen Randbedingungen in Echtzeit optimal betrieben werden können. Die Idee für „Cloud Energy“ ist geboren.

  • Um was geht es im Projekt Cloud Energy?

    Im Forschungsprojekt Cloud Energy wird Seven2one zusammen mit der Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik (GFaI) Algorithmen und Verfahren zur Betriebsoptimierung von Energieversorgungssystemen in Echtzeit entwickeln. Diese werden in eine cloudbasierte Softwareumgebung integriert und mit Werkzeugen zur Energiesystemplanung gekoppelt. Die Verfahren und Algorithmen basieren auf existierenden Lösungen der Seven2one GmbH und der GFaI und werden unter einer Software- und Hardwarearchitektur zusammengefasst.

    Damit entstehen erstmals Verfahren, die Planung, Umplanung und Betrieb eines Energiesystems mit einem digitalen Modell ermöglichen. „Die Integration der bislang getrennten Prozesse verbessert die tatsächlichen Ergebnisse der jeweiligen Optimierung bei gleichzeitiger Kostenersparnis für den Betrieb der zugrundeliegenden IT-Lösung“, so Jan Marco Heinz, Geschäftsführer von Seven2one. Das Forschungsprojekt „Cloud Energy“ wird im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM-Projekt) für die nächsten zwei Jahre gefördert.

  • Welche Herausforderungen sollen mit Hilfe des Projekts Cloud Energy gelöst werden?

    Für Planung, Umplanung und Betrieb von Energiesystemen sind umfangreiche Modelle zu erstellen und mit großen Mengen an Inputdaten zu versorgen. Dazu zählen Verbräuche verschiedener Energieformen und Zählerpunkte, Wetterdaten, Preisprognosen und zahlreiche technische Parameter. Im Rahmen des Projekts werden Methoden erarbeitet und umgesetzt, die diese Datenarten und -mengen in ihrer jeweiligen Domäne speicherbar und beherrschbar machen und dabei den Performanceanforderungen der Modelle gerecht werden. Damit werden unter anderem Zeitreiheninformationen zukünftig in größerem Umfang und trotzdem nahe Echtzeit verfügbar werden.

    Ein weiterer innovativer Aspekt von „Cloud Energy“ betrifft die Multi-Mandantenfähigkeit für Planung und Optimierung von Energieversorgungssystemen. Sie führt zu weiteren Kosteneinsparungen für die Kunden, die sich nun eine cloudbasierte Lösung teilen können. Betrieb und Wartung werden von Seven2one übernommen. Die geschäftskritischen Modelle und Daten werden dabei durch modernste Architekturen und Sicherheitsmechanismen vor nicht autorisierten Zugriffen geschützt.

  • Welche Ziele verfolgt Seven2one im Projekt Cloud Energy?

    Ziel des FuE-Projektes ist die Entwicklung eines Systems, welches für sektorgekoppelte Energiesysteme gleichermaßen die initiale Planung und Optimierung in Echtzeit ermöglicht. Mathematische Modelle aus dem Planungsprozess und Modelle und Ergebnisse aus dem Realbetrieb werden kombiniert, wodurch bessere, d.h. realistischere Ergebnisse erzielt werden. Das  Modell berücksichtigt sowohl unterschiedliche, gekoppelte Energiebedarfe als auch aktuelle Energiepreise und Handelsoptionen. Die Optimierungsergebnisse werden direkt in Fahrpläne des Energieversorgungssystems und Handlungsempfehlungen für den Energiehandel übersetzt. Investitionsentscheidungen über Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz werden auf Basis desselben Modells getroffen.

    Als Ergebnis des Projektes entsteht ein cloudbasiertes System, das Energiesystemoptimierung in Echtzeit, gekoppelt mit Möglichkeiten zum Energiesystemdesign, zur Verfügung stellt. Kunden hierfür sind energieintensive Unternehmen, Stadtwerke und Kontraktoren. Ihr Nutzen besteht in einer integrierten Dienstleistung, die eine kostenoptimale, effiziente und emissionsarme Nutzung von Energieressourcen ermöglicht. Fragen der Zuverlässigkeit und Sicherheit werden ebenso beantwortet wie die Integration vielfältiger IT-technischer Systeme und unterschiedlicher, beteiligter Akteure.

Projekt-Fakten