Helleheide Folgeprojekte – Vorstellung des Energielabors und der Digitalen Plattform

In unserer Beitragsreihe „Helleheide – Ideen im Quartier weiterdenken“ informieren wir über die Möglichkeiten zur weiteren Gestaltung des Quartiers durch Folgeprojekte und regionale Initiativen. Auf welchen Ressourcen können zukünftige Ideen im Quartier aufbauen? Welche Angebote lassen sich auf der Quartiersfläche realisieren? In welchen Themenbereichen könnten Projekte angesiedelt sein? Hier finden Sie Antworten!

Nachdem wir uns im letzten Beitrag den Ansprüchen an Folgeprojekten im Quartier sowie der Vorstellung der Ressource Technikinsel gewidmet haben, knüpfen wir nun mit der Vorstellung zwei weiterer Ressourcen an: dem Energielabor sowie der Digitalen Plattform.

Das Energielabor

Experimentelle Validierungen im Bereich Energiebedarf und -erzeugung werden durch das Energielabor des DLR Instituts für Vernetzte Energiesysteme im Quartier Helleheide ermöglicht. Dadurch können auch technische Einrichtungen im Realbetrieb als Remote Teststand nachgebildet werden und die Lücke zwischen Anlagen auf der Technikinsel und realen Anbindungen an Wohngebäude füllen.

Die technische Ausstattung des Energielabors ermöglicht die Simulation der kompletten Wertschöpfungskette elektrischen Stroms in Helleheide. Durch vorhandene Energieerzeuger und -verbraucher lassen sich beliebige und durch ein Echtzeit-Rechnersystem beeinflussbare Erzeugungs- und Lastprofile abbilden, um das Zusammenspiel von z.B. PV-Wechselrichtern, Batteriespeichersystemen, Ladestationen für E-Mobilität oder die Einspeisung in das öffentliche Netz zu simulieren. Hochauflösende Messsysteme erzeugen Datenströme, welche weitere Forschungsfelder im Bereich Energiemanagement mit innovativer Marktdesigns, Optimierung von Netztopologien oder KI-Systemen eröffnen. Bei der Entwicklung im Energielabor kann auf eine in realen Maßstäben abbildende, leistungsfähige Testinfrastruktur (800kVA-Gesamtanschlussleistung, speedgoat HiL / PHiL testing) zurückgegriffen werden, welche die Integration der entstehenden Prototypen in die reale Welt beschleunigt. Weitere Dienstleistungen betreffen Netzzustandssimulationen mit AC/DC-Betrachtung unter der Einbindung einer Kraftwerksnachbildung mithilfe von Synchrongeneratoren.

Des Weiteren beinhaltet das Energielabor ein Netzleitsystem (PSI PRINS), welches den Zustand des Netzes an zentraler Stelle visualisiert, überwacht und auch Eingriffe durch einen Netzbetreiber ermöglicht.

Mit dem Energielabor besteht somit die Möglichkeit auch neue Energiemanagementsysteme aufzubauen und zu erproben. So können auch Daten, die in der Digitalen Plattform erhoben wurden als Basis für weitere Evaluationen im Energielabor dienen.

Die Digitale Plattform

Die digitale Plattform, die gemeinsam von den Projektpartnern embeteco, BTC, quantumfrog und OFFIS entwickelt wird, beschreibt eine Daten- und Serviceplattform, die aus drei Schichten besteht.

Das Community Portal bildet die oberste Schicht und ist der zentrale Zugangspunkt für Bewohner*innen. Hier finden sie er allgemeine Informationen des Quartiers – also beispielsweise einen Kalender mit den nächsten Veranstaltungen, eine Übersicht zur aktuellen Verkehrslage oder einer Wetterprognose für die nächsten Stunden. Zudem können die Bewohner*innen in diesem Portal auch digitale Mehrwertdienste, die sogenannten Services abonnieren, die sie*er gerne nutzen möchte. Ein Beispiel dafür ist der Energieservice, welcher den Bewohner*innen ihren Stromverbrauch visualisiert.

Diese Services liegen technisch gesehen auf der mittleren Schicht, der sogenannten Service Plattform. Um ein breites und innovatives Angebot an Services zu ermöglichen, können Services generell von beliebigen Services Providern bereitgestellt werden. Ein Service besteht in der Regel aus einem Frontend und einem Backend. In Letzterem verarbeitet eine Logik bestimmte Daten, die überwiegend im Quartier generiert werden.

Diese Daten hält die unterste Schicht, die IoT-Plattform (Internet of Things) vor. Sie nimmt jegliche Messwerte von im Quartier installierter Sensorik entgegen, persistiert sie und macht sie zugreifbar. Diese Daten, kombiniert mit beispielsweise Wetterprognosen, werden genutzt, um den Betrieb der Energieversorgungsanlagen im Quartier im Sinne einer gesteigerten Eigenversorgung und verbesserten CO2-Bilanz zu optimieren.

Die digitale Plattform stellt sicher, dass die Bewohner*innen genau wissen, welche Services, welche ihrer Daten verarbeitet. Dies erfordert ein für ein smartes Quartier speziell konzipiertes Authentifizierungs- und Autorisierungssystem, dessen Entwicklung eine der wesentlichen Hauptaufgaben bei der Bereitstellung der IT-Infrastruktur war.

Mit der digitalen Plattform steht den Bewohner*innen von Helleheide damit eine IT-Lösung bereit, die speziell für ihre Anforderungen konzipiert ist. Erst durch sie und die mit ihr einhergehenden Digitalisierung des Lebens, Wohnens und Arbeitens wird ein Quartier erst wirklich smart. Und nur so kann dem Wunsch nachgekommen werden, komfortabler und nachhaltiger zugleich zu leben.