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Smart Microgrids as a Service

Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Es müssen Methoden entwickelt werden, die es ermöglichen, Energie klimafreundlich und möglichst effizient zu nutzen. Eine große Rolle spielt dabei erneuerbare Erzeugung wie z.B. Solar- und Windenergie, die aber häufig nicht gleichmäßig verfügbar ist. Daher ist es wichtig, Energie dann zu verbrauchen, wenn sie gerade zur Verfügung steht.

Smart Microgrids as a Service

Das soll aber weder unser wirtschaftliches noch unser privates Leben einschränken. Dazu müssen Lösungen entwickelt werden, die den Energieverbrauch automatisiert auf die Energieverfügbarkeit abstimmen. Teil der Energiewende ist auch der Netzausbau, der notwendig wird, da viel Energie im Norden erzeugt, aber im Süden und Westen verbraucht wird. Allerdings sind Stromnetze in Sichtweite bewohnter Gebiete aus verständlichen Gründen unbeliebt. Ideal wäre daher ein Verbrauchsverhalten, das den Netzausbau zumindest vermindert.

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Ziel des Forschungsprojekts Smart Microgrids as a Services ist es, ein System zu entwickeln, das es lokalen Verbrauchern erlaubt, untereinander Strom und Wärme zu handeln, um eine größtmögliche Effizienz im lokalen Energiesystem zu erreichen. Dazu werden virtuelle Energieagenten entwickelt, die das Einkaufen von Energie für den Verbraucher übernehmen und Empfehlungen für die Investition in effizienzsteigernde Anlagen geben. Über eine mobile Applikation kann der Kunde seine Anlagen abbilden und entsprechend seiner Präferenzen steuern. 

Die entwickelten Methoden werden schließlich in Reallaboren, bei Endverbrauchern und auf einem Forschungscampus getestet. Als Projektergebnis  steht ein Baukasten zur Verfügung , der es ermöglicht smarte Microgrids als ganzheitliche Lösung national und international zu vertreiben, in einem Markt, der bis 2023 auf ein Volumen von 39 Mrd. Dollar geschätzt wird [1]. Damit wird die Energiewende zum Exportschlager.

Dieses Forschungs- und Entwicklungsprojekt wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Forschungsprogramm „Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen“ gefördert und vom Projektträger Karlsruhe (PTKA) betreut.

Im Rahmen des Projekts werden mit Hilfe von spieltheoretischer Forschung Marktmechanismen entwickelt, die es den teilnehmenden Haushalten erlauben, mit geringem Aufwand die erzeugte Energie untereinander zu handeln. Zur Steuerung von Erzeugung und Verbrauch werden Methoden der künstlichen Intelligenz genutzt und so eingesetzt, dass sie durch Investitionsempfehlungen langfristig die Effizienz des Systems erhöhen.

[1] https://www.marketsandmarkets.com/PressReleases/micro-grid-electronics.asp

SMaaS im Überblick

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"Die Energiewende ist eine gesellschaftliche Aufgabe, zu der wir alle beitragen müssen. Im Forschungsbereich Energie der Helmholtz-Gemeinschaft und am KIT betrachten wir das Energiesystem der Zukunft auf europäischer, nationaler wie lokaler Ebene im internationalen Kontext. Wir entwickeln Technologien und erarbeiten Handlungsvorschläge und Anwendungen, die wir dann in einem realistischen Umfeld testen. Das Projekt Smart Microgrids as a Service ist dazu ein Baustein. Die zu entwickelnde Lösung stützt die Bürgerenergiewende und ermöglicht es Verbrauchern, sich mit Hilfe von digitaler Technologie nachhaltiger zu verhalten."

Professor Dr.-Ing. Holger Hanselka,
Präsident des Karlsruher Institut für Technologie
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„Im Forschungsprojekt SMaaS wird Technologie entwickelt, mit der Stromkunden zu aktiven Teilnehmern der Energiewende werden. Hierzu wird in verschiedenen Quartieren eine moderne Informationsinfrastruktur aufgebaut. Auf dieser Grundlage wird der Energiehaushalt der Quartiere durch den Einsatz von KI-gestützten Systemen optimiert und über eine Portallösung alternative Nutzungsszenarien für den Stromkunden visualisiert. Für VIVAVIS als Technologieunternehmen ist die Teilnahme an Forschungsprojekten wichtig, da wir gemeinsam mit den Projektpartnern an Zukunftsthemen arbeiten und forschen und so gezielt Know-how aufbauen. So bringen wir gemeinsam die Energiewende weiter voran.“

Professor Dr. Clemens van Dinther,
Geschäftsführer (CEO) Vivavis
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„Die heutigen Forschungsprojekte dienen als Basis zur zukünftigen Produktentwicklung. Dieser Aufgabe stellen wir uns als Mitglied und Unterstützer der SMaaS-Gruppe. In spätestens ein bis zwei Jahren werden wir über die ersten unterstützenden Apps verfügen, die den Kunden und somit auch uns als Energieversorger eine nachhaltigere sowie CO2-reduzierte Energie- und Wärmeversorgung ermöglichen.“

Armin Baumgärtner,
Geschäftsführung Stadtwerke Bruchsal GmbH
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„Als stark regional verwurzelter Energieversorger wissen wir bei EnergieSüdwest, dass die Energiewende auch auf lokaler Ebene vorangetrieben werden kann und muss. Damit die Nutzung Erneuerbarer Energien aber flächendeckend und dauerhaft gelingen kann, braucht es sinnvolle Investitionen und ein System, in dem der Handel auch auf lokaler Ebene reibungslos funktioniert. Die wertvolle Erneuerbare Energie, die unsere Kundinnen und Kunden beispielsweise auf ihren eigenen Dächern produzieren, muss so effizient wie möglich genutzt werden. Mit der Entwicklung virtueller Energieagenten bietet das Forschungsprojekt Smart Microgrids as a Service einen vielversprechenden Lösungsansatz, den wir darum gerne unterstützen. Die Energiewende schaffen wir nur gemeinsam.“

Dr. Thomas Waßmuth,
Vorstand,
Energie Südwest AG
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"Die „Energiewende von unten“, die von den Bürgerinnen und Bürgern vor Ort vorangebracht und mitgetragen wird, ist ein ganz wesentlicher Baustein unserer Energietransformation. Deshalb müssen wir als lokaler Energieversorger unsere Kundinnen und Kunden in die Lage versetzen, über deren persönlichen Einsatz hinaus, ihren Beitrag zu leisten. Hier kommt die technische und infrastrukturelle Komponente von SMaaS ins Spiel, die den dezentralen und effizienten Energieaustausch möglich machen wird. Diese Technik kann auch dazu beitragen, die aktuell steigenden Belastungen des Stromnetzes künftig in Grenzen zu halten – wir freuen uns, dass SMaaS einen ökologischen und digitalen Beitrag dazu leisten wird."

Jochen Fischer,
Geschäftsführer,
Stadtwerke Ettlingen GmbH
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"Vom traditionellen, regionalen Versorger zum innovativen, digitalen Umsorger - das SMaaS Projekt ist für uns ein Baustein unserer Smart-City-Strategie. Als assoziierter Partner beteiligen wir uns an der Entwicklung von Lösungsansätzen zum Schluss der Lücke zwischen den mittlerweile etablierten Einfamilienhaus-Anwendungen wie Photovoltaik-Heimspeicher Anlagen und dem traditionellen Verteilnetzbetrieb. Die Optimierung auf Quartiersebene ist ein Schlüssel zum Erreichen der 100% EE-Ziele. Für ein mittelständisches Stadtwerk ist die Ebene der Quartiere genau der richtige Ansatz um über den Strom hinaus auch die Sektoren Wärme und Mobilität in die Optimierung einzubeziehen."

Wolfgang Bühring,
Geschäftsführer,
Stadtwerke Speyer GmbH
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Institut für Wirtschaftsinformatik und Marketing (IISM)
Kaiserstrasse 89
76131 Karlsruhe