Forschung & Dienstleistungen - Kopie

Ein klimaneutrales Energiesystem unter Gewährleistung der seit Jahrzehnten gewohnten Versorgungssicherheit birgt große technologische Herausforderungen. Für die Umsetzung bedarf es unter anderem der systemischen Einbindung dezentraler, erneuerbarer Energien als auch der Elektrifizierung des Wärme- und Mobilitätssektors sowie der Umsetzung einer Sektorenkopplung (Strom, Gas, Wärme und Mobilität).

In all diesen Bereichen bietet Digitalisierung die Grundlage zur kostengünstigen Verbesserung oder Neukonzeptionierung von bestehenden Planungs- und Betriebsprozessen sowie die Entwicklung neuartiger Geschäftsmodelle für alle beteiligten Akteure (z.B. Netzbetreiber, Stadtwerke, Industrie, Kommunen oder Haushalte). Die Erfassung, Nutzbarmachung und der Austausch verschiedenster Daten zwischen den verschiedenen Akteuren sowie die Erschaffung integrierter Datenmodelle ermöglicht zudem die Anwendung neuartiger datengetriebener Methoden zur Lösung komplexer Planungs- und Betriebsfragestellungen. Aber auch die Schaffung von internationaler CO₂ Transparenz von der Energieversorgung bis hin zur industriellen Produktion oder die Einführung moderner Marktkonzepte erfordern ein Ende zu Ende digitalisiertes Energiesystem.

Partnern aus der Wirtschaft und dem öffentlichen Sektor bieten wir:

In diesem Kontext erforschen und entwickeln die Partner des Fraunhofer-Zentrums Digitale Energie Lösungen für das digitalisierte Energiesystem von morgen. Dazu gehören unter anderem:

• Datengetriebene Energiesystemplanung: Entwicklung von neuartigen datengetriebenen Werkzeugen zur sektorenübergreifenden Planung der Energieversorgung auf verschiedensten Ebenen (z.B. kommunale Quartiere) inkl. kundenorientierter Daten- und Ergebnisvisualisierung
• Modulare Leitsysteme: Wir unterstützen unsere Partner bei der Einführung von modularen Leitsystemen in kritischen Infrastrukturen der Energieversorgung. Unsere Experten leiten u.a. das Linux Foundation Projekt SOGNO − eine open-source Lösung für eine plug-and-play fähige Netzautomatisierung.
• Entwicklung moderner Assistenzsysteme: Mittels Leitwarten-Simulatoren entwickeln wir innovative Lösungen für das Bedienpersonal als auch moderner Prozess- und Leittechnik.
• Resilienz im Netzbetrieb: Handlungskonzepte, Methoden und Assistenzsysteme für den resilienten Betrieb von Energiesystemen sowie Inselnetzstrategien für Ihre Infrastrukturen
• Dezentraler Energiehandel: Konzeptionierung von lokalen Energiemärkten und Energiegemeinschaften unter Nutzung von Distributed-Ledger Technologie zum Handel elektrischer Energie zwischen einzelnen Akteuren
• CO₂ Transparenz: Entwicklung von Konzepten, Digitaltechnologie und Services zur Schaffung eines CO₂ transparenten Energiesystems

Unser Verteilungsnetzlabor

Diese Themenfelder erforschen wir unter anderem mit einer Großraumlaborumgebung, welche über neueste Computertechnologien sowie reale Betriebsmittel des elektrischen Energiesystems und deren Prozess- und Leittechnik verfügt. Die direkte Verknüpfung von IKT- und Energiesystem ermöglicht die anwendungsnahe Erforschung, Entwicklung und den Transfer innovativer Betriebsführungskonzepte, Kommunikationstechnologien und Marktkonzepten für die zukünftige Energieversorgung.

Mit der Digitalisierung gehen allgemein Veränderungen hinsichtlich der Vernetzung von Organisationen und Individuen sowie deren Verhalten einher. Durch den damit verbundenen Innovations- und Technologiedruck erfasst der digitale Wandel einen Großteil der Gesellschaft, des Privatbereichs, der Verwaltung und insbesondere der Geschäftswelt in einer nie zuvor dagewesenen Geschwindigkeit und teilweise auch mit enormer disruptiver Kraft.

Die Energiewende in einem historisch gewachsenen Energiesystem kann nur durch Etablierung digitaler Prozesse, beispielsweise im Rahmen des Netzausbaus und Netzanschlussprüfungen, und digitaler Lösungen für den sicheren und stabilen Betrieb der Energienetze gelingen. Die Digitalisierung des Energiesystems geht neben Chancen auch mit neuartigen komplexen Herausforderungen einher, die die Grundlage anwendungsorientierter Forschung an der Schnittstelle zwischen Energietechnik, Informatik und Kommunikationstechnik bilden.

Entwicklung von Methoden, Technologien & Werkzeugen

Wir wollen mit der Hilfe von Digitaltechnologien einen Beitrag zu einem jederzeit klimaneutralen Energiesystem leisten. Dabei betrachten wir sowohl die Digitalisierung der Infrastrukturen (Strom, Gas, Wärme) und Ihrer Akteure (Netzbetreiber, Energieversorger,…) aber auch die Digitalisierung von Kommunen oder der an das Energiesystem angeschlossenen Anlagen aus der Industrie oder den Haushalten (E-Mobilität, Wärmepumpen,…). 

Die Frage, welche Digitaltechnologien können wie einen Beitrag für die Realisierung eines zuverlässigen, bezahlbaren und klimaneutralen Energiesystems leisten, steht im Mittelpunkt unserer Forschung und Entwicklung. Wir entwickeln mit unseren Partnern im Fraunhofer-Zentrum Digitale Energie anwendungsorientierte Lösungsmethoden, Technologien und Werkzeugen…

• …zum Umgang mit entstehender Komplexität und Heterogenität (zuverlässige Software, Architekturen, Middleware, Usability, Akzeptanz...)
• …zur Bereitstellung geeigneter Geräte und Kommunikationsinfrastrukturen (zuverlässige Systeme und Hardware und systemische Resilienz)
• …zum Umgang mit entstehenden großen, heterogenen Datenmassen (Big Data Analytics, Visualisierung, Machine Learning...)
• …zur Schaffung innovationsfördernder Marktstrukturen und Anreizmechanismen (Plattformökonomie)

Unsere Cyber-Physischen Systeme

Die Grundlage der Erforschung komplexer kombinierter energie- und informationstechnischer Systeme bildet im Fraunhofer Zentrum Digitale Energie unser skalierbares Cyber-physisches Großraumlabor. Dieses stellt ein reales Abbild der Energieinfrastruktur (Primär-, Sekundär, Leitwarten-, Informations- und Kommunikationstechnologie) heutiger und zukünftiger Stromnetze und der daran angeschlossenen Anlagen zur Verfügung. Die ganzheitliche Forschungsumgebung unter Einbezug realer, emulierter und simulierter Anlagen ermöglicht die Entwicklung von Informationstechnologien direkt in den kritischen Infrastrukturen der Energieversorgung.

Die Untersuchung von Bedrohungen und die Entwicklung benötigter IT-Sicherheitstechnologien zählen zu den Forschungsfeldern, die das »Fraunhofer-Zentrum Digitale Energie« mit besonderer Priorität adressiert. Denn gerade bei der Digitalisierung kritischer Infrastrukturen, wie der Elektrizitäts- oder Gasversorgung, muss weiterhin eine zuverlässige Versorgung von Industrie und Bevölkerung mit Energie gewährleistet werden. Organisierte IT-Angriffe auf industrielle und kritische Infrastrukturen sind häufig mehrstufig und weisen zumeist lange Beobachtungszeiträume zur Informationsgewinnung im Rahmen von Advanced Persistent Threats (APT) auf. Basierend auf einer koordinierten Informationsgewinnung ermöglichen statische Netzwerke mit deterministischem Datenverkehr, wie sie z. B. im Kontext der Elektrizitätsversorgung oder auch anderen Branchen vorliegen können, eine Planung von komplexen, verteilten und synchronisierten Angriffen.

Insbesondere in kritischen Netzsituationen und einem Betrieb nahe an der Stabilitätsgrenze können gezielte Angriffe zu kaskadenartigen Betriebsmittelausfällen und – in letzter Instanz – Versorgungsausfällen mit weitreichenden Folgen führen. Um solche Szenarien zu verhindern, müssen Ansätze zu Resilienz und Zuverlässigkeit von Energiesystemen und Ansätze zur IT-Sicherheit ineinandergreifen.

Entwicklung von Methoden, Technologien & Werkzeugen

Wir entwickeln am Fraunhofer-Zentrum Digitale Energie anwendungsnahe IT-Sicherheitstechnologien basierend auf den folgenden drei Säulen: 

• Prävention: Erforschung und Entwicklung gezielter Maßnahmen zur Verhinderung von IT-Sicherheitsvorfällen (z.B. Prüfung, Abnahme und Härtung von Systemen und Netzwerken)
• Detektion: Entwicklung von Technologien und Prozessen zur Minimierung der Zeit zwischen erfolgtem Angriff und dessen Erkennung mittels der fortgesetzten Überwachung des Status von Systemen und Netzwerken (Netzwerkmonitoring, Logdatenmanagement, Intrusion Detection Systeme, Security Information and Event Management, Ködersysteme, Threat Intelligence)
• Reaktion: Wird ein IT-Sicherheitsvorfall festgestellt, soll im Folgenden der Schaden für das Opfer möglichst minimiert, die Vorgehensweise der Angreifer verstanden und Wissen für die Attribution der Angreifer gewonnen werden. Hierzu entwickeln wir beispielsweise Technologien in den Themenfeldern Incident Response, IT-Forensik und Schadsoftwareanalyse.

Anwendungsnahe Entwicklung

Technologien, Konzepte und Methoden zur Prävention, Detektion und Reaktion auf IT-Sicherheitsvorfälle werden innerhalb des Fraunhofer-Zentrums Digitale Energie anwendungsnah mit eigenen, realen Betriebsmitteln oder innerhalb der Prozess- und Leittechnik sowie in enger Zusammenarbeit mit Behörden, führenden Industrieunternehmen und Infrastrukturbetreibern entwickelt.

Die Gestaltung und Weiterentwicklung von Energiedienstleistungen, neuen Geschäftsmodellen, Märkten und Marktmechanismen stehen derzeit vor enormen Herausforderungen. Grund für diese Herausforderungen ist das Spannungsfeld, welches durch die regulatorischen und sozialen (z.B. angestrebte Energiewende und gegebene Marktstrukturen), sowie physikalischen Gegebenheiten (z.B. (Nicht-)Lagerbarkeit von Strom, Netztopologien und Verlustmengen) entsteht. Dies wird in zunehmendem Maße weiter verkompliziert durch Trends, wie die zunehmende Dezentralisierung sowie die Kopplung von Sektoren (Strom, Gas, Wärme und Mobilität) – insbesondere vor dem Hintergrund der Digitalisierung. Vor diesem Hintergrund sind Unternehmen gezwungen, ihre Strategie, Geschäftsmodelle, Prozesse, Struktur und Kultur etc. – teilweise radikal – anzupassen, um langfristig eine nachhaltige Wertschöpfung zu gewährleisten. Insbesondere im Bereich der Digitalen Energiewirtschaft bietet die Digitalisierung aber gleichzeitig enormes Potential, um die Herausforderungen in Teilen transformativ und in Teilen disruptiv besser als jemals zuvor zu adressieren:

Digital Energy Business

Ein zentraler Baustein des zukünftigen Energiesystems ist die Fähigkeit, Energieangebots- und Nachfrageflexibilität bereitzustellen. Die IT-gestützte Vernetzung von Energieanbietern bis hin zu Energieverbrauchern bildet dabei das Fundament und ermöglicht einen intelligenten und sicheren Informationsaustausch. Hieraus ergeben sich neuartige Geschäftsmodelle im Bereich Digital Energy Business, welche schon jetzt zahlreiche neue Marktteilnehmer für sich entdeckt haben. Jedoch bringen neue Geschäftsmodelle häufig bisher unbekannte (systemische) Risiken für Unternehmen oder gar gesamte Märkte mit sich. Daher ist eine integrierte Ertrags-Risiko-Betrachtung, welche auf dem Methodenbaukasten des Finanz- & Informationsmanagements fußt, zwingend erforderlich. Nur durch eine frühzeitige Identifikation und Abgrenzung von unternehmens- bzw. marktschädlichen Geschäftsmodellen ist es möglich, entsprechende Anpassung von Unternehmensstrategien, Märkten und der Regulierung gezielt durchzuführen und dadurch geeignete Anreize für die ökonomisch vorteilhafte Bereitstellung von Energieflexibilitätspotentialen zu schaffen.

Digital Disruption im Energiesektor

Der technologische Wandel hat sich in den letzten Jahren durch zahlreiche neue digitale Technologien beschleunigt. Innovationen im Bereich der Netzsteuerung, der Angebotsplatzierung, der Bedarfsprognose und der Fahrplanoptimierung, insbesondere auch im Rahmen von sektorengekoppelten Microgrids und virtuellen Kraftwerken, führten zur Entstehung neuer Marktakteure. Deren Erfolg basiert auf innovativen, digitalen Geschäftsmodellen, welche die Energiewirtschaft disruptiv geprägt haben. Zu weiteren, hochinnovativen Technologien im Bereich der Energiewirtschaft zählen unter anderem Distributed-Ledger-Verfahren, welchen sämtliche Blockchain-basierten Mechanismen zuzurechnen sind. Bereits existierende Beispiele für den Einsatz solcher Mechanismen sind innovative Abrechnungssysteme oder gar ganze Handelsplattformen. Für Unternehmen ist es unumgänglich, die Potentiale derartiger disruptiver Technologien ökonomisch sinnvoll zu nutzen, um innovative Geschäftsmodelle zu ermöglichen und die Wettbewerbsfähigkeit sicherzustellen. Das Management solcher disruptiven (digitalen) Technologien muss dementsprechend eine Kernaktivität von Unternehmen der digitalen Energiewirtschaft sein.

Digitale Transformation der Energiewirtschaft

Regulatorische Veränderungen, marktliche Umgestaltungen, der Eintritt neuer Marktakteure, Wettbewerbsveränderungen, Änderungen des Nutzerverhaltens sowie makropolitische und konjunkturelle Großwetterlagen müssen bei der Ausgestaltung und Weiterentwicklung von (digitalen) Geschäftsmodellen durchgehend beobachtet und Entscheidungen bzgl. der Anpassung der eigenen Strategie getroffen werden. Zur Umsetzung des veränderten Geschäftsmodells bedarf es Anpassungen der Organisationsarchitektur, bestehend aus Geschäftsprozessen, Personalstrukturen, Anwendungssystemen, dem Daten- und Informationsmanagement sowie Infrastrukturelementen. Diese organisatorische Transformation wird durch ein Portfolio aus Projekten erreicht, welches es gilt, fortwährend auszubalancieren. Strategisches IT-Management und nachhaltiges Projektportfoliomanagement gehören zu den strategischen Themen des Managements von digitalen Transformationen und sind essentiell für die kontinuierliche Sicherstellung der Wettbewerbsfähigkeit.

In kritischen Infrastrukturen, wie der Gas- und Elektrizitätsversorgung, bildet die Netzleit- und Sekundärtechnik das technische Rückgrat. Schutz- und Leitgeräte ermöglichen dabei die Durchführung von Schaltmaßnahmen oder die Überwachung des Zustandes von Einzelanlagen. Auch an den Infrastrukturen angeschlossener dezentraler Erzeugungseinheiten (Wind, PV, BHKW,..) und Verbraucher (z.B. Ladeinfrastrukturen, Wärmepumpen, Speicher,..) benötigen Informationstechnologien zur Realisierung eines zuverlässigen Betriebs. Hinzu kommen in der Energieversorgung Akteure wie virtuelle Kraftwerksbetreiber, welche Erzeugungsanlagen, Speicher und Lasten im Sinne einer gemeinsamen Stromvermarktung aggregieren und steuern. Werden Infrastrukturen oder Anlagen dieser Akteure durch kriminelle Fremdeinwirkungen manipuliert, hat dies unmittelbar schwerwiegende bis hin zu existenz-bedrohende Auswirkungen für die Gesellschaft. Angriffe auf Energieinfrastrukturen verfolgen dabei sowohl politische (Störung öffentlicher Ordnung, wirtschaftliche Schäden in Industrieproduktionen) als auch kriminelle Ziele (Erpressung der Betreiber).

Die Partner des Fraunhofer-Zentrum Digitale Energie bieten im Kontext der kritischen Infrastrukturen der Energieversorgung Dienstleistungen für deren Betreiber, Hersteller und die relevanten Verbände und Behörden. Dabei bringen wir tiefe Kenntnissen von Prozessen und Anlagentechnik in der Energiewirtschaft zusammen mit tiefen Wissen über die Analyse von Schadsoftware, Forensik oder auch über die Absicherung von IT-Systemen. Unser skalierbares Cyber-physisches Großraumlabor stellt ein reales Abbild der Energieinfrastruktur (Primär-, Sekundär, Leitwarten-, Informations- und Kommunikationstechnologie) heutiger und zukünftiger Stromnetze und der daran angeschlossenen Anlagen zur Verfügung. Wir ermöglichen Ihnen so eine anwendungsnahe Entwicklung von Technologien und Maßnahmen zur Prävention, Detektion und Reaktion auf IT-Angriffe und -Ausfälle sowie zur Digitalisierung der kritischen Infrastrukturen einer sektorenübergreifenden Energieversorgung. Unser Angebot umfasst dabei unter anderem:

Bestimmung von zukünftigen Anwendungsszenarien und Bewertung von Angriffsoberflächen

• Sicherheitsanalyse neuer Informationstechnologien für den Betrieb von Energiesystemen
• Bewertung von neuen IT-Sicherheitstechnologien und deren Einsatzmöglichkeiten
• Analyse akteursübergreifender IT-Sicherheitsrisiken

Evaluation von mehrstufigen Cyberangriffen

• Replikation von Angriffen in cyber-physischen Laborumgebungen und skalierbaren Simulationsumgebungen
• Protokollkonforme Kommunikation und Einbindung echter Netzwerkkomponenten und realer Leitsysteme möglich
• Echtzeit-Analyse der Auswirkungen auf unterlagerte Energiesysteme
• Untersuchung möglicher Indicators of Compromise

Benchmarking und Weiterentwicklung von Angriffserkennungssystemen

• Einbindung von Angriffserkennungssystemen in cyber-physischen Laborumgebungen und in skalierbaren Co-Simulationen von Prozessdaten- und Energienetz
• Aufzeichnung und Einspielung von Echtzeit-Datenverkehr möglich
• Systematische Auswertung replizierter Angriffe und Vergleich von Angriffserkennungssysteme verschiedener Hersteller

Auswirkungen reaktiver Maßnahmen auf Cyberangriffe

• Austesten von verschiedenen reaktiven Maßnahmen in realistischer Co-Simulationsumgebung
• Auswirkungsanalyse auf die Verfügbarkeit des Energiesystems
• Cyber-Awareness Trainings (z. B. Red-Team / Blue-Team)

Weiterbildungsangebote

• Schaffung von Awareness beim Betriebspersonal für das Gebiet der OT-Sicherheit über reine IT-Sicherheitsschulungen hinaus
• Weiterbildungsangebote für Ihre Experten zum Beispiel: Thema Forensik

Die Verteilnetzinfrastrukturen stehen bereits heutzutage vor der Herausforderung, dass sie eine zunehmend komplexere Versorgungsaufgaben lösen müssen. Ob durch neuartige Verbraucher, die Elektrifizierung fossiler Sektoren oder durch die steigende Zahl von kleineren und volatileren Erzeugungstechnologien, die Anforderungen an den Netzbetrieb werden in den kommenden Jahren stetig steigen.

Eine Möglichkeit für die Betreiber dieser Entwicklung kostenoptimal entgegenzutreten ist der Einsatz von Sensortechnik zur Steigerung der Netztransparenz. Ebenso wichtig werden aber auch moderne Softwarelösungen, die diese Daten zuverlässig verarbeiten können und Informationen dem Bedienpersonal transparent darstellen. Um den unterschiedlichen Strukturen und Gegebenheiten der Netzinfrastrukturen gerecht zu werden, kommt daher der Einsatz flexiblere Netzleitsysteme immer mehr in den Fokus.

Die initial seitens Antonello Monti entwickelte SOGNO Architektur verfolgt dabei einen modularen Open-Source Ansatz. Je nach Anforderungen eines jeweiligen Netzes können einzelne Komponenten des Leitsystems (z.B. State-Estimation, Überwachung des Spannungsbands, Lastprognosen,...) hinzugefügt oder geupdatet werden. Die SOGNO Architektur ist unabhängig von den gewählten Kommunikationsmedien und kann sowohl als zentralisierter oder auch als Edge-Cloud-Ansatz umgesetzt werden. Desweitern bietet der Ansatz Anlagenbetreibern und Entwicklern von Automatisierungssoftware ein Open-Source-Framework, das offene APIs bereitstellt, neue Automatisierungsfunktionen einbindet und gleichzeitig Industriestandards (z.B. CIM IEC61970) unterstützt. Auf diese Weise entsteht ein bedarfsgerechtes, flexibles und zukunftstaugliches Netzleitsystem.

Folgende Leistungen bieten wir in diesem Zusammenhang

• Software-Erweiterungen / Integration von SOGNO Komponenten nach Kundenwünschen
• Trainings bezogen auf SOGNO Architektur, Deployment in (lokalen) Cloud Umgebungen oder einzelnen SOGNO Komponenten
• Trainings für in SOGNO genutzte Standards, Technologien und Tools (z.B. CIM) 
• Studien basierend auf SOGNO Komponenten (z.B. Simulationen)

Analyse vom einzelnen Gebäude bis zum gesamten Versorgungsgebiet

Mit der Verabschiedung des neuen Gebäudeenergiegesetzes (GEG) sind nun die Weichen für die zukünftige Heizungsstruktur im Gebäudesektor gestellt worden. Ein zentraler Aspekt ist die Festlegung eines Mindestanteils von 65% erneuerbarer Energien in der Wärmeversorgung. Dabei bleibt die Technologieauswahl offen und umfasst Optionen wie Wärmepumpen, Wärmenetze, Hybridsysteme und Wasserstoff. Bei der Identifizierung von geeigneten Ausbau- und Umbauoptionen auf Gebäudeebene verfügt das Fraunhofer FIT über langjährige Erfahrung und setzt differenzierte Analyseverfahren ein.

Zur ganzheitlichen und beschleunigten Transformation der Wärmeversorgung in Kommunen wurde bundesweit das Instrument der kommunalen Wärmeplanung eingeführt. Dabei werden wichtige Schritte wie Bestandserfassung, Potenzialanalyse, Zielsetzung und Handlungsoptionen festgelegt. Diese Analyse ist eng mit den Vorgaben des GEG verknüpft. Das Fraunhofer-Institut bietet in sämtlichen Bereichen dieser Planung bewährtes Expertenwissen an, das durch hochgranulare Computermodelle unterstützt wird. Diese Modelle sollen robuste Transformationspfade für die Umstellung der Energieversorgung in Kommunen entwickeln und somit Stadtverwaltungen, Energieversorgungsunternehmen, Netzbetreibern und Endkunden unterstützen.

Datengetriebene Bestandsaufnahmen zu Gebäuden und Infrastrukturen

• Erstellung digitaler Abbilder von lokalen Energiesystemen inkl. Gebäudebestand für Planungszwecke
• Datenerfassung, -aufbereitung und -synthese aus Bestandssystemen (z.B. GIS-Systeme, Verbrauchsdaten,…) und mittels öffentlich zugänglicher Daten (z.B. ALKIS, Zensus, LOD, OSM-Datenbanken,..)

Ermittlung von gebäudescharfen Wärmebedarfen, Erzeugungspotentialen und THG-Emissionen für Ihre Kommune

• Energiekataster: Erarbeitung von Energiebedarfskarten für die kommunale Planung
• Emissionskataster: Erstellung lokaler Emissionskarten für die kommunale Planung
• Solarkataster: Potenzialkarten für den Ausbau von Photovoltaik- und Solarthermie in der Kommune als Informationsbaustein für Bürgerinformationen

Planung kommunaler Energiesysteme

• Entwicklung eines Zielbilds für ihr kommunales Energiesystem (Elektrizität, Gas, Wärme,…)
• Entwicklung von Transformationspfaden und zeitlich gestaffelten Investitionsentscheidungen hin zu einem lokalen und erneuerbarem Energiesystem
• Ökonomische, Ökologische und Technologische Beurteilung von Investitionsentscheidungen und Konzepten

In Kooperation mit dem IAEW der RWTH Aachen University erarbeitet das Fraunhofer-Zentrum für Digitale Energie datengetriebene Umsetzungsstrategien für die energetische Modernisierung von Gebäuden, Quartieren bis hin zu ganzen Kommunen und Städten. Durch den Einsatz praxiserprobter Simulationswerkzeuge und -methoden werden im Rahmen von Potenzialstudien integrierte Quartierskonzepte entwickelt und Investitionsentscheidungen für eine kommunale Wärme- und Elektrizitätsplanung bewertet. 

Die dahinterstehenden Fragestellungen betreffen gleichermaßen die kommunalen Verwaltungen, Stadtwerke und Netzbetreiber als zentrale Adressaten. Wir zeigen mit Ihnen zusammen im Rahmen von Studien auf, welche  Lösungsoptionen sich Ihnen durch eine kommunale Energiesystemplanung (Elektrizität, Gas, Wärme,…) bieten und welche Investitionsentscheidungen aus technischer, ökologischer und ökonomischer Sicht am sinnvollsten sind. Dies bildet eine fundierte Grundlage für strategische Entscheidungen, die die Zukunft der lokalen Energieversorgung und die Nachhaltigkeit Ihrer Zielstrategien und Geschäftsmodelle betreffen.

Die dahinterstehenden Fragestellungen betreffen gleichermaßen die kommunalen Verwaltungen, Stadtwerke und Netzbetreiber als zentrale Adressaten. Wir zeigen mit Ihnen zusammen im Rahmen von Studien auf, welche  Lösungsoptionen sich Ihnen durch eine kommunale Energiesystemplanung (Elektrizität, Gas, Wärme,…) bieten und welche Investitionsentscheidungen aus technischer, ökologischer und ökonomischer Sicht am sinnvollsten sind. Dies bildet eine fundierte Grundlage für strategische Entscheidungen, die die Zukunft der lokalen Energieversorgung und die Nachhaltigkeit Ihrer Zielstrategien und Geschäftsmodelle betreffen.

Im Zuge der Digitalisierung steigt das weltweite Datenaufkommen stetig. Auch im Energiesektor wächst die Menge verfügbarer Daten, u.a. durch vermehrt installierte Messinfrastruktur aber auch durch öffentlich einsehbare Datensätze. Die Visualisierung von Daten ist ein zentraler Bestandteil, wenn es darum geht Informationen für Anwender nutzbar zu machen, Rückschlüsse zu ziehen sowie Maßnahmen einleiten zu können. Mit Hilfe geeigneter Visualisierungstechniken können Ergebnisse und Zusammenhänge für den menschlichen Betrachter verständlich dargelegt werden. Durch ein einheitliches Verständnis von komplexen Datensätzen kann so Transparenz innerhalb von Projekten, Unternehmen oder in der Gesellschaft geschaffen werden.

Im Energiesektor stehen diverse und umfangreiche Datensätze bereit, innerhalb derer es gilt komplexe Zusammenhänge aufzubereiten und zu interpretieren. Diese Daten umfassen beispielsweise:

• Georeferenzierte Daten, wie z.B. Netze (Strom, Gas, Wärme)
• Zeitreihen, wie z.B. Messwerte von Erzeugern oder Verbrauchern
• 3D-Gebäudedaten, wie z.B. LOD2-Daten

Durch die Kombination von Expertise in den Bereichen der Energie und der IT bietet das Fraunhofer-Zentrum für Digitale Energie Dienstleistungen an, welche neben der Visualisierung dieser Daten auch vor- und nachgelagerte Prozesse beinhalten. Vorgelagerte Prozesse umfassen beispielsweise die Validierung von Datensätzen und die Beseitigung von Datenfehlern. Zudem werden in vielen Bereichen, wie z.B. Netzdaten, unterschiedliche Datenstandards oder proprietäre Lösungen verwendet. Daher ist es Teil unserer Dienstleistungen unterschiedlichste Datenformate weiterzuverarbeiten und zu visualisieren, um eine hohe Kompatibilität zur bereits verfügbaren Daten gewährleisten zu können. Nachgelagerte Prozesse umfassen u.a. die Interpretation der Daten und die Ableitung von Handlungsempfehlungen.

Datenaufbereitung und Interpretation

• Datenvalidierung und Beseitigung von Datenfehlern
• Anreicherung von Daten um öffentlich zugängliche Datensätze
• Verarbeitung und Aufbereitung diverser Datenformate
• Ableitung von Handlungsempfehlungen

Visualisierung

• Verständliche Darstellung komplexer Zusammenhänge mit anwendungsspezifischen Grafiken und Tools
• Betrachtung der zeitlichen und räumlichen Dimension inkl. Georeferenzierung auf Karten
• Interaktive Elemente (z.B. manuelles Filtern oder Anordnen von Daten)
• DSGVO-Konformität (Aggregation von personenbezogenen Daten)