Entwicklung Open-Source HEMS für Stadtwerke Quickborn mit Plug-In

Lösungsumsetzung der SET Inno Tandems - Entwicklung eines Open-Source HEMS zur Nutzung für kleine und mittlere Stadtwerke Beschreibung: Im Zuge der Energiewende und zunehmender Anforderungen an intelligente Steuerungs- und Opti mierungslösungen gewinnen Heim-Energiemanagementsysteme (HEMS) auch für Stadtwerke an Be deutung. Bestehende kommerzielle White-Label- Lösungen sind jedoch für kleine und mittlere Stadt werke häufig mit hohen Kosten, geringer Flexibilität oder wirtschaftlich unrentabler Mindestabnah memengen verbunden. Open-Source Ansätze bieten hier potenzielle Vorteile. Dazu zählen insbeson dere eine höhere Datensouveränität, größere Flexibilität bei Anpassung und Wartung, geringere Kos ten sowie die Möglichkeit einer gemeinschaftlichen Weiterentwicklung und Nutzung durch mehrere Stadtwerke. Ziel dieses Innovationstandems ist es daher, eine Open-Source basierte Kundenplattform für kleine und mittlere Stadtwerke zu entwickeln, die stadtwerkerelevante Informationen (Dimmungsstatus, Stromverbrauch, Tarifinformationen) für Kundinnen und Kunden bereitstellt und über ein Plug-In für ein Open-Source HEMS verfügt. Das HEMS soll zur Gewährleistung einer regulatorisch konformen Um setzung von Steuerungsbefehlen auf einem lokalen Edge-System betrieben werden, das physisch im Haushalt installiert wird. Im Folgenden steht der Begriff „HEMS-Plug-In“ für die auf einem vorhande nen Open-Source Stack aufbauende, zu entwickelnde Optimierungslogik, die auf einer lokalen Hard warekomponente betrieben werden soll und dem für deren Betrieb notwendigen Backend. Das Backend soll Wetterprognosen und Tarifdaten an das lokale HEMS übermitteln und perspektivisch auch weitergehende Funktionen wie etwa Aggregator-Geschäftsmodelle umfassen. Dies sollte bei der Ent wicklung berücksichtigt werden. Als Anwender und Kooperationspartner stehen die Stadtwerke Quickborn im Rahmen dieses Innovationstandems zur Verfügung. Die Stadtwerke Quickborn sind ein kommunaler regionaler Energieversorger und eine 100-prozentige Tochter der Stadt Quickborn mit rund 85 Mitarbeitenden, deren Kerngeschäft die Bereiche Energie, Glasfaser und Infrastruktur um fasst. Bei Open-Source Lösungen bestehen oft Herausforderungen hinsichtlich Interoperabilität, Anwender freundlichkeit und technischem Know-how zur Open-Source Integration. Im Hinblick auf das HEMS Plug-In stellt insbesondere die Anbindung an heterogene Enterprise Ressource Planning (ERP)-Sys teme häufig einen Engpass dar. Die Anbindung an das ERP-System des Stadtwerks ist hier jedoch nicht erforderlich, da abrechnungsrelevante Daten über die intelligente Messsysteme (iMSys)-Infra struktur, Verbrauchsdaten über die Home Area Network (HAN)-Schnittstelle des Smart-Meter-Gate ways (SMGW) sowie weitere Daten wie Tarif- oder Wetterdaten über vom ERP-System unabhängige Schnittstellen integriert werden können. Darüber hinaus sind zukünftige Anwendungsfälle wie die ge samtwirtschaftliche Optimierung nach dynamischen Tarifen und Eigenverbrauch, sowie die Optimie rung im virtuellen Kraftwerk (Virtual Power Plant, VPP) mitzudenken, um ein langfristig skalierbares und für Stadtwerke nutzbares HEMS-Plug-In zu entwickeln. Zudem ist das System als standardisiertes O pen-Source Produkt zu konzipieren, das eine einfache Installation und Konfiguration der Anwen dungsfälle, eine benutzerfreundliche Oberfläche sowie eine Übertragbarkeit bzw. Skalierung auf an dere kleine und mittlere Stadtwerke ermöglicht. Im Rahmen eines Feldtests ist das entwickelte HEMS Plug-In im Realbetrieb zu erproben. Ziel ist der Nachweis eines technisch funktionsfähigen Prototyps unter realen Einsatzbedingungen. LOS: Titel: Entwicklung und Test eines Störungsmanagement-Tools für netzorientierte Steuerung im MSB-Verantwortungsbereich Beschreibung: Der Rollout intelligenter Messsysteme (iMSys) schreitet voran. Mit der wachsenden Integration von steuerbaren Verbrauchseinrichtungen nach § 14a EnWG und Erzeugungsanlagen nach §9 EEG steigt auch der Bedarf zur netzorientierten Steuerung und den entsprechenden Steuerungseinrichtungen. Messstellenbetreibern (MSB) – wie z. B. dem wettbewerblichen Messstellenbetreiber (wMSB) inexogy – kommt hier eine zentrale Rolle zu: MSB sind nicht nur für die Installation und Inbetriebnahme der Steuerungseinrichtungen verantwortlich, sondern müssen auch im laufenden Betrieb die Funktionsfä higkeit der Steuerungswirkkette im MSB-Verantwortungsbereich sicherstellen. In der Praxis fehlt es bislang noch an belastbarem Wissen zu typischen Herausforderungen und ge eigneten Lösungsansätzen hinsichtlich der drei Phasen (1) Installation, (2) Inbetriebnahme und (3) lau fender Betrieb. Das Ziel dieses Innovationstandems besteht darin, systematisch Erkenntnisse zu allen drei Phasen zu sammeln und – als zentraler Fokus – ein praxistaugliches Störungsmanagement-Tool für die netz orientierte Steuerung zu entwickeln und zu erproben. Das Tool wird zunächst unter Laborbedingungen und anschließend im Feldtest erprobt. Ergänzend wird ein Handbuch für MSBs erarbeitet, das syste matisch dokumentiert, welche Störungen an welchen Komponenten oder Kommunikationsverbindun gen auftreten können und welche Maßnahmen zu ihrer Behebung – möglichst automatisiert – geeig net sind. LOS: Titel: Optimierung der Ressourceneffizienz im produzierenden Gewerbe durch Umsetzung robuster Prozesse auf Basis einer KI-gestützten Datenanalyse und Handlungsempfehlungen Beschreibung: Der Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) bietet große Potentiale zur Optimierung der Ressourcenef fizienz im häufig mittelständisch geprägten produzierenden Gewerbe in Deutschland. Bestehende KI Lösungen zielen jedoch meist auf große Unternehmen ab, wodurch Potentiale zur Steigerung der Res sourceneffizienz im Mittelstand meist unerschlossen bleiben. Die Entwicklung und Erprobung eines entsprechenden Prototyps im Rahmen dieses Innovationstandems bietet die Möglichkeit, die Grund lagen für eine Lösung zu entwickeln, um die Ressourceneffizienz im Mittelstand zu optimieren. Auch wenn im Rahmen der inhaltliche Kontext dieses Innovationstandems ein Umformverfahren mit metalli schen Hohlkörpern ist, ist ein entsprechendes verfahrenstechnisches Vorwissen nicht nötig. Die Zusammenarbeit mit fHM im Rahmen dieses Innovationstandems ist überwiegend remote möglich.