Was bedeutet eigentlich… „Energievisualisierung“?

Mit dem Format „Was bedeutet eigentlich…?“ wollen wir Ihnen Fachthemen und Begrifflichkeiten rund um das ENaQ-Projekt leicht und verständlich erklären. Heute erklären Tobias Brandt und Christian Pieper vom OFFIS – Institut für Informatik e. V. woran im Projekt in Bezug auf das Thema Energievisualisierung gearbeitet wird und warum dies für das Quartier Helleheide von Bedeutung ist.

Im Projekt Energetisches Nachbarschaftsquartier Fliegerhorst Oldenburg (ENaQ) entwickeln wir unterschiedliche Möglichkeiten, die Verfügbarkeit von Strom im eigenen Quartier zu visualisieren. Dies dient dazu, bei den Bewohnerinnen und Bewohnern ein Bewusstsein aufzubauen, wann erneuerbare Energie verfügbar ist. So kann der Bedarf an die Verfügbarkeit angepasst werden, was den Eigenverbrauch von vor Ort erzeugter erneuerbarer Energie verbessert. Zu diesem Zweck hat sich OFFIS mit unterschiedlichen Möglichkeiten der Energievisualisierung beschäftigt, von denen im Folgenden einige näher vorgestellt werden. Alle gezeigten Varianten sind Prototypen und eine mögliche Nutzung ist freiwillig.

Energievisualisierung – Aber wozu?

Erneuerbare Energien sind das Rückgrat der Energiewende und haben auch in Helleheide einen besonderen Stellenwert. Denn hier wollen wir im Kleinen zeigen, wie erneuerbare Energie innerhalb einer Nachbarschaft lokal erzeugt und verbraucht werden kann, um die Umwelt zu schonen und die Stromnetze zu entlasten.

Allerdings zeigt sich ein im großen Stromnetz vorhandenes Problem wie unter dem Brennglas auch im Kleinen: Der durch Solar- oder auch Windenergie im Quartier erzeugte Strom steht oft nicht genau dann zur Verfügung, wenn er benötigt wird. Dies wird in Abbildung 1 deutlich. Hier ist ein sogenanntes Standardlastprofil für einen Haushalt zu sehen. Das heißt, der Stromverbrauch für einen typischen Tag eines durchschnittlichen Haushaltes wird dargestellt. Der Strom wird vor allem in den Morgen- und Abendstunden verbraucht, wenn die Menschen zu Hause sind und gekocht wird oder der Fernseher abends läuft. In den Mittagsstunden, wenn die Bewohnerinnen und Bewohner nicht zu Hause sind, da sie z.B. in der Schule oder auf der Arbeit sind, wird weniger Strom vor Ort verbraucht. Doch in genau dieser Zeit wird der größte Teil des Solarstroms im Quartier erzeugt. Dies wird in der Grafik durch die gelbe Kurve gezeigt. Hier ist zudem noch ein Wolkendurchzug zu erkennen, aufgrund dessen die generierte Menge an Strom kurzzeitig einbricht. Dieses Ungleichgewicht muss aufgelöst werden, wenn der Strom vorwiegend aus lokalen und erneuerbaren Quellen kommen soll.

Abbildung 1: Standardlastprofil vs. PV-Erzeugungskurve, Bildquelle: OFFIS e.V.

Eine Möglichkeit hierzu ist die Speicherung von Energie, z.B. mit Hilfe von Wärmespeichern oder auch großen Batterien. Diese können dann aufgeheizt oder geladen werden, wenn viel Strom zur Verfügung steht, jedoch wenig Strom verbraucht wird. Leider sind diese Möglichkeiten teuer.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin auch die Bewohnerinnen und Bewohner des Quartiers mit einzubeziehen und so zu versuchen Verbrauch und Erzeugung aneinander anzugleichen. Dies kann über preisliche oder andere Anreize entstehen, oder aber einfach aus eigener Motivation heraus geschehen, an der (lokalen) Energiewende teilzuhaben. Um den Bewohnerinnen und Bewohnern die Möglichkeit zu geben, ihren Verbrauch an die Erzeugung anzupassen, muss jedoch zunächst ein Bewusstsein dafür entwickelt werden, wann ausreichend Strom zur Verfügung steht und wann der Stromverbrauch eher ungünstig ist, z.B. weil gerade viel CO2-lastiger Kohlestrom verwendet werden muss. Es muss also eine Energievisualisierung stattfinden.

Die Energieampel

Die Energieampel ist ein Konzept, welches mit einfachen Ampelfarben anzeigt, ob der Verbrauch von Strom gerade praktisch für die lokale Energieversorgung ist oder nicht. Abbildung 2 zeigt einen einfachen Prototyp der Energieampel. Eine solche kleine Leuchte, die in grün oder rot leuchten kann, kann wie eine Steckdose in der Wand eingebaut werden.
Dieses Konzept hat einige Vorteile. Zum einen ist es eine unterschwellige Information, die man nicht aktiv suchen muss, sondern die einem im Haushalt ohne Zutun nebenbei geliefert wird. Dies kann das Bewusstsein für die schwankende Energieverfügbarkeit erhöhen, ohne dass die Bewohnerin oder der Bewohner zum Beispiel regelmäßig in einer Smartphone-App nachschauen muss. Zum anderen besteht ein weiterer Vorteil darin, dass die Energieampel ohne persönliche Daten des Nutzenden auskommt. So ist der Stromverbrauch aus einer einzelnen Wohnung hierfür nicht notwendig, da die Anzeige nur vom zentralen Quartier-Energiemanagementsystem (QEMS) erfahren muss, ob gerade möglicherweise ein Stromüberschuss vorhanden ist.

Abbildung 2: Prototyp einer Energieampel, Bildquelle: OFFIS e.V.

Die Energieuhr

Die Energieuhr ist eine Möglichkeit, den eigenen Energieverbrauch und die Energieverfügbarkeit im Quartier zu visualisieren. Abbildung 3 zeigt unsere Demo-Uhr. Hier wird über eine Darstellung innerhalb einer Smarten Uhr gezeigt, wie viel Strom ein einzelner Haushalt verbraucht. Je höher ein Balken, desto größer ist der Stromverbrauch. Der grüne Kreis in der Mitte der Uhr zeigt an, dass gerade viel grüner Strom in der Nachbarschaft produziert wird und wie günstig dieser im Moment ist. Auch hier bekommen die Bewohnerinnen und Bewohner die Information niederschwellig zur Verfügung gestellt und können so ein Gefühl für ihren eigenen Stromverbrauch und die schwankende Stromproduktion gewinnen und ihren Verbrauch an diese angleichen.

Abbildung 3: Prototyp einer Energieuhr, Bildquelle: OFFIS e.V.

Die Quartiers-App

Noch etwas umfangreicher ist unser Prototyp zur Quartiers-App für smarte Displays, wie z.B. den Amazon Echo. Über die App kann man umfangreiche Informationen über die Stromversorgung im Quartier erhalten, wie z.B. die aktuelle Menge an CO2, die für eine kWh Strom anfällt oder auch die eigene Menge an verbrauchtem CO2 für den Stromverbrauch im eigenen Haushalt. Abbildung 4 zeigt eine prototypische Ansicht einer solchen App. Hier können deutlich mehr Informationen, Details und Erklärungen geliefert werden. Dafür sind allerdings Daten über den eigenen Stromverbrauch notwendig.

Abbildung 4: Einblicke in die Quartiers-App, Bildquelle: OFFIS e.V.

Beteiligung von Bürgerinnen und Bürgern

Es ist wichtig zu sagen, dass die Nutzung aller Prototypen auf freiwilliger Basis geschieht. Die Bewohnerinnen und Bewohner können selbst entscheiden, ob sie diese Möglichkeiten zur Energievisualisierung verwenden wollen oder nicht. Damit die Prototypen zur Energievisualisierung auf die Bedarfe der späteren Bewohnenden abgestimmt sind, ist es besonders wichtig das Feedback von Bürgerinnen und Bürgern mit in die Entwicklung der Prototypen einzubeziehen. Rückmeldungen, die wir auf verschiedenen Veranstaltungen (bspw. dem letzten Dialogforum oder der Bürgerwerkstatt) erhalten haben, werden daher ebenfalls in die (Weiter-)Entwicklung der Prototypen berücksichtigt. Diese entscheiden beispielsweise darüber, welche Ideen wir weiterverfolgen, welche Bestandteile wir weiter ausbauen und was wir gegebenenfalls noch zusätzlich machen können.
Falls Sie auch Anregungen oder Ideen zu den Prototypen zur Energievisualisierung haben, schreiben Sie uns doch gerne über das Kontaktformular auf dieser Seite.