21.10.2024
Im Oktober 2019 hat das Zukunftslabor Energie seine Forschung am Zentrum für digitale Innovationen Niedersachsen (ZDIN) aufgenommen. Das Ziel: die Digitalisierung von Energiesystemen erforschen und die Energieforschung selbst digitalisieren. Dabei geht es den Wissenschaftler*innen nicht nur um den Einsatz von Informationstechnologien, sondern auch um die Optimierung von Informationsverarbeitung, Datenmanagement und die Integration von Akteuren – also den Menschen – in die Systeme. Die Forschung soll dazu beitragen, Energiesysteme effizienter, wirtschaftlicher und sicherer zu machen und sie so zu gestalten, dass sie von allen Beteiligten akzeptiert und genutzt werden.
In zwei Teilprojekten befassen sich die Wissenschaftler*innen mit den Abhängigkeiten der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) in lokalen Versorgungssystemen (Teilprojekt 1) und mit der Entwicklung einer Plattform zur Erforschung digitalisierter Energiesysteme (Teilprojekt 2). Ihre Erkenntnisse fassen die Wissenschaftler*innen in sogenannten Deliverables (Berichte über die Forschungsergebnisse) zusammen. So entstanden in den letzten fünf Jahren Deliverables zur Forschung des Zukunftslabors Energie:
Teilprojekt 1: Erforschung von IKT-Abhängigkeiten in Quartiersversorgungssystemen
Das erste Teilprojekt ist in fünf Arbeitspakete unterteilt. Zu jedem Arbeitspaket erstellten die Wissenschaftler*innen einen abschließenden Bericht:
Arbeitspaket 1.1: Identifikation und Definition relevanter Quartiersversorgungsszenarien und Anwendungsfälle für die Untersuchung von IKT-Abhängigkeiten
Das Zukunftslabor Energie konzentrierte sich auf die Entwicklung von Versorgungsszenarien für Quartiere und die Ausarbeitung von sechs konkreten Anwendungsfällen. Diese Anwendungsfälle dienten dazu, die Eigenschaften der Quartiere festzulegen, die untersucht werden sollten. Durch die detaillierte Beschreibung der Anwendungsfälle wurden nicht nur die Anforderungen an die Quartiere definiert, sondern auch wichtige Schnittstellen zwischen verschiedenen Forschungsfragen identifiziert. Diese Schnittstellen spielten eine zentrale Rolle bei der späteren Koordination und Modellierung von Simulationsanforderungen.
Detaillierte Informationen befinden sich im Deliverable:
Arbeitspaket 1.2: Identifikation und Anforderungserhebung relevanter Modelle zur Simulation und Analyse der Quartiersversorgungsszenarien
Die Wissenschaftler*innen forschten in diesem Arbeitspaket an der Identifikation und Erhebung der Anforderungen für Modelle zur Co-Simulation (Methode, bei der mehrere Simulationsmodelle gleichzeitig genutzt werden, um komplexe Systeme zu analysieren) und Analyse von Versorgungsszenarien für Quartiere. Dabei wurden unter Berücksichtigung der zuvor entwickelten Anwendungsfälle aus Arbeitspaket 1.1 passende Durchstichszenarien entwickelt und simuliert. Durchstichszenarien sind spezielle Szenarien, die als Testfälle genutzt werden, um verschiedene Modelle und Methoden zu erproben und ihre Funktionsweise zu überprüfen.
Detaillierte Informationen befinden sich im Deliverable:
Arbeitspaket 1.3: Modellierung und Ausbau des integrierten Quartiersversorgungsszenarios
Das Zukunftslabor Energie befasste sich in diesem Arbeitspaket mit der Modellierung und dem Aufbau der integrierten Versorgungsszenarien für Quartiere. Dabei wurden Modelle, Schnittstellen und Adapter entwickelt, um diese in Co-Simulationen oder in Laborumgebungen einzubinden. Diese Arbeit basierte auf den zuvor im Arbeitspaket 1.2 entwickelten Durchstichszenarien.
Detaillierte Informationen befinden sich im Deliverable:
Arbeitspaket 1.4: Systematische Experimente, Tests und Analysen
Das Zukunftslabor Energie untersuchte in diesem Arbeitspaket die Versorgungsszenarien und Anwendungsfälle für Quartiere, aufbauend auf den zuvor entwickelten fünf Durchstichszenarien. Die Wissenschaftler*innen entwickelten diese Szenarien weiter und verfeinerten sie, um Simulationen durchzuführen. Anschließend optimierten sie die Simulationsmodelle durch Experimente und passten sie bei Bedarf schrittweise an.
Detaillierte Informationen befinden sich im Deliverable:
Arbeitspaket 1.5: Aufbereitung der Ergebnisse
Das letzte Arbeitspaket aus Teilprojekt 1 steht noch aus. Darin werden die Wissenschaftler*innen ihre Ergebnisse weiter auswerten und je nach Relevanz für einzelne Stakeholder (z. B. Politik, Unternehmen, Bürger*innen) aufbereiten.
Teilprojekt 2: Entwicklung einer Plattform für die Erforschung digitalisierter Energiesysteme
Das zweite Teilprojekt ist in vier Arbeitspakete unterteilt, zu denen die Wissenschaftler*innen ebenfalls Deliverables ausarbeiteten:
Arbeitspaket 2.1: Anwendungsfall-/prozessbasierte Stakeholder- und Anforderungsanalyse
Das Zukunftslabor Energie erhob und dokumentierte in diesem Arbeitspaket die spezifischen Anforderungen der Stakeholder an die Plattformprozesse. Die Wissenschaftler*innen analysierten die Anforderungen für das Prozessmodell aus verschiedenen Perspektiven. Die Forschungsperspektive wurde dabei im Teilprojekt 1 bearbeitet, während Erwartungen und Anforderungen aus der Sicht von Unternehmen, der Politik und der Gesellschaft mithilfe qualitativer Forschungsmethoden erhoben wurden.
Detaillierte Informationen befinden sich im Deliverable:
Arbeitspaket 2.2: Technische Recherche nach Plattformkomponenten
Das Zukunftslabor Energie erarbeitete in diesem Arbeitspaket ein Konzept für eine Forschungs- und Entwicklungsplattform, basierend auf der zuvor durchgeführten Anforderungsanalyse. Anschließend recherchierten die Wissenschaftler*innen technische Komponenten für alle Elemente der Plattform. Auf Grundlage dieser Recherchen und des Plattformkonzepts entwickelten sie ein Konzept für einen Prototyp der Plattform.
Detaillierte Informationen befinden sich im Deliverable:
Arbeitspaket 2.3: Komponentenintegration und -erweiterung
Das Zukunftslabor Energie begann in diesem Arbeitspaket damit, die einzelnen Plattformelemente des im vorherigen Arbeitspaket entwickelten Prototypenkonzepts zu implementieren. Grundlage dafür war die zuvor durchgeführte Anforderungsanalyse.
Detaillierte Informationen befinden sich im Deliverable:
Arbeitspaket 2.4: Überführung der Projektartefakte und –ergebnisse auf die Plattform
Das letzte Arbeitspaket aus Teilprojekt 2 steht noch aus. Darin werden die Wissenschaftler*innen die relevanten Projektartefakte des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens auf die Plattform überführen und die komponentenübergreifenden Prozesse testen. Bei der Integration der Projektartefakte, wie Modelle, Zeitreihen und Szenarienbeschreibungen, werden die Wissenschaftler*innen die technischen Standards und Anforderungen der in vorherigen Arbeitspaketen ausgewählten Ansätze und Komponenten berücksichtigen..
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Kira Konrad B. A.
Marketing & Kommunikation
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