{"id":3524,"date":"2020-11-24T12:59:11","date_gmt":"2020-11-24T11:59:11","guid":{"rendered":"https:\/\/www.umweltperspektiven.ch\/?p=3524"},"modified":"2022-02-09T11:06:12","modified_gmt":"2022-02-09T10:06:12","slug":"stromverbrauch-steuern-dank-kuenstlicher-intelligenz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.organisator.ch\/de\/sustainability\/2020-11-24\/stromverbrauch-steuern-dank-kuenstlicher-intelligenz\/","title":{"rendered":"Stromverbrauch steuern dank K\u00fcnstlicher Intelligenz"},"content":{"rendered":"
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K\u00fcnstliche Intelligenz hilft, eine zu hohe Belastung des Stromnetzes zu vermeiden, auch wenn viele stromintensive Ger\u00e4te wie W\u00e4schetrockner gleichzeitig eingeschaltet sind. (Bild: Judith Wirth\/iHomeLab)<\/figcaption><\/figure>\n
Auch in der Schweiz d\u00fcrfte K\u00fcnstliche Intelligenz Einzug in die Geb\u00e4ude nehmen. In den letzten zwanzig Jahren ist die Zahl der berufst\u00e4tigen Menschen in der Schweiz um fast 1.5 Millionen Personen gestiegen. Dies f\u00fchrt dazu, dass weniger Menschen tags\u00fcber zu Hause sind und dass vor allem in den fr\u00fchen Abendstunden viele Elektroger\u00e4te gleichzeitig eingeschaltetet werden, wenn beispielsweise geduscht, gekocht oder ein E-Fahrzeug aufgeladen wird. Diese zeitgleiche Aktivierung vieler Elektroger\u00e4te erzeugt enorme Netzbelastungen. Da sich die H\u00f6he der Netznutzungskosten f\u00fcr die Energieversorgungsunternehmen (EVUs) bis zu 60 Prozent aus diesen Lastspitzen berechnet, haben sie ein grosses Interesse daran, sie zu vermeiden oder zumindest zu gl\u00e4tten. Daf\u00fcr m\u00fcssen sie wissen, wann stromhungrigen Ger\u00e4ten wie W\u00e4rmepumpen zwingend Strom zugef\u00fchrt werden muss und wann dies nicht unbedingt notwendig ist.<\/p>\n

Damit k\u00f6nnen die zeitlichen Spielr\u00e4ume erkannt und genutzt werden, um Lastspitzen zu senken und zu gl\u00e4tten. Andrew Paice, Leiter des iHomeLab der Hochschule Luzern, h\u00e4lt fest: \u00abDaf\u00fcr braucht es ein intelligentes und effizientes Energie- und Last-Management, mit dessen Hilfe Energie verschoben werden kann.\u00bb Ein Team des iHomeLab und des Kompetenzzentrums Thermische Energiespeicher der Hochschule Luzern entwickelten zu diesem Zweck gemeinsam mit den Partnern ASGAL Informatik GmbH, Semax AG und dem Elektrizit\u00e4tswerk Vilters-Wangs den Prototypen eines Systems, das EVUs mit Hilfe von k\u00fcnstlicher Intelligenz beim Lastmanagement hilft. Die Schweizerische Agentur f\u00fcr Innovationsf\u00f6rderung Innosuisse unterst\u00fctzte das Projekt.<\/p>\n

Kurzfristig mehr Energie brauchen, die nachher wieder eingespart werden kann<\/h2>\n

Um den gr\u00f6sseren Bedarf am Abend zu decken, soll die \u00fcbersch\u00fcssige Energie, die tags\u00fcber zum Beispiel aus Photovoltaik oder anderen erneuerbaren Quellen produziert wird, kurzfristig gespeichert werden, und dies, ohne dass zus\u00e4tzliche Speicher eingebaut werden m\u00fcssen. Zu diesem Zweck k\u00f6nnen zum Beispiel Boiler, W\u00e4rmepumpen oder E- Mobile gen\u00fctzt werden. F\u00fcr Grossverteiler wie K\u00fchlh\u00e4user gibt es daf\u00fcr bereits L\u00f6sungen: Wird \u00fcbersch\u00fcssige Energie produziert, k\u00f6nnen sie etwas st\u00e4rker gek\u00fchlt werden. Anschliessend wird die K\u00fchlung wieder reduziert; die Energie steht somit andernorts zur Verf\u00fcgung. Das Team der Hochschule Luzern und seine Forschungspartner entwickelten eine L\u00f6sung, dank der auch Ein- und Mehrfamilienh\u00e4user oder Gewerbebetriebe in \u00e4hnlicher Weise genutzt werden k\u00f6nnen.<\/p>\n

Zum Beispiel wird der Boiler bei Bedarf auf die maximale Temperatur gebracht und so als Pufferspeicher genutzt. Das Projekt konzentrierte sich auf H\u00e4user mit W\u00e4rmepumpen, weil Elektrizit\u00e4tswerke auf diese mit einer kleinen Anpassung zugreifen und sie entsprechend steuern k\u00f6nnen.<\/p>\n

Energie besser n\u00fctzen dank K\u00fcnstlicher Intelligenz<\/h2>\n

Um Lastspitzen auf diese Weise zu senken oder zu gl\u00e4tten, muss zuerst einmal gesichert erhoben werden, wo \u00fcberhaupt W\u00e4rmepumpen installiert sind und wo Photovoltaik generiert wird \u2013 Informationen, die den Elektrizit\u00e4tswerken nur zum Teil bekannt sind. Die schwierigere Frage war jedoch: Wie gross ist der zeitliche Spielraum zum Senken und Gl\u00e4tten der Lastspitzen, ohne dass die Nutzerinnen und Nutzer einen Komfortverlust sp\u00fcren, weil die Wohnung unangenehm k\u00fchl oder das Wasser zu kalt wird?<\/p>\n

F\u00fcr die Beantwortung der beiden Schl\u00fcsselfragen machten sich die Forschenden die zunehmende Digitalisierung der Stromverteilnetze mit Smart Meter zunutze, mit deren Hilfe die Elektrizit\u00e4tswerke den Stromverbrauch f\u00fcr die Rechnung ablesen. Diese Daten stehen zwar zur Verf\u00fcgung, doch daraus das ben\u00f6tigte Thermisches Modell eines Geb\u00e4udes zu berechnen, ist sehr komplex. Deshalb kam hier K\u00fcnstliche Intelligenz ins Spiel. \u00abDie Algorithmen analysieren Smart-Meter-Daten und identifizieren aus dem gesamten Stromverbrauch einzelne stromverbrauchende Ger\u00e4te wie W\u00e4rmepumpe, Boiler oder E-Mobil und stromproduzierende Ger\u00e4te wie Photovoltaikanlagen\u00bb, erkl\u00e4rt Andrew Paice.<\/p>\n

Dabei w\u00fcrden wertvolle Informationen \u00fcber die Verbraucher ermittelt, wie beispielsweise ihre maximale Leistungsaufnahme, die Ein- und Ausschaltdauer sowie der Energieverbrauch pro Tag. Paice erg\u00e4nzt: \u00abWerden diese Daten mit Temperatur- und Wettervorhersagen kombiniert, so lassen sich Prognosen zum Energieverbrauch an einem bestimmten Tag erstellen.\u00bb<\/p>\n

Mehrwert ohne Komforteinbussen<\/h2>\n

Durch die Projektresulate ergeben sich neue M\u00f6glichkeiten fu\u0308r die Projektpartner ASGAL Informatik GmbH und die Semax AG: Dank der automatischen Identifizierung von Stromverbrauchern und der Berechnung ihres so genannten Lastverschiebepotentials k\u00f6nnen sie EVUs eine Dienstleistung anbieten, die ihnen hilft, Netzkosten einzusparen, ohne dass zus\u00e4tzliche Investitionen in ihre Verteilnetze notwendig werden.<\/p>\n

F\u00fcr die Verbraucherinnen und Verbraucher bedeutet die Neuerung keinen Komfortverlust; sie m\u00fcssen auch keine zus\u00e4tzlichen Informationen offenlegen, denn die Auswertung erfolgt ausschliesslich anhand der Standarddaten von Smart Metern und ohne jegliche zus\u00e4tzliche Hardware-Installation. Zudem werden die Daten automatisch permanent mit den sich ver\u00e4ndernden Umst\u00e4nden in den Geb\u00e4uden synchronisiert. Somit kann im Einklang mit der Energiestrategie 2050 ein Mehrwert fu\u0308r die Elektrizit\u00e4tsversorgungsunternehmen und f\u00fcr Geb\u00e4udeeigentu\u0308mer generiert werden.<\/p>\n<\/section>\n

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Das iHomeLab \u2013 \u00abLiving in the future. Today.\u00bb<\/em><\/h2>\n

Das Team des iHomeLab der Hochschule Luzern \u2013 Technik & Architektur erforscht unter der Leitung von Prof. Dr. Andrew Paice, wie dank intelligenten Geb\u00e4uden der Energieverbrauch gesenkt oder \u00e4lteren Menschen ein l\u00e4ngeres Leben in den eigenen vier W\u00e4nden erm\u00f6glicht werden kann. Die Resultate der Forschungsprojekte werden im iHomeLab Visitorcenter auf dem Campus Horw pr\u00e4sentiert und auf verst\u00e4ndliche Weise erkl\u00e4rt. www.iHomeLab.ch<\/em><\/p>\n

Kompetenzzentrum Thermische Energie Speicher (CCTES)<\/em><\/h2>\n

Das CC TES besch\u00e4ftigt sich mit neuen L\u00f6sungen f\u00fcr das Speichern von W\u00e4rme und K\u00e4lte in Geb\u00e4uden, Arealen und in der Industrie. Dazu werden nicht nur neue, kompakte Speicherkonzepte untersucht, sondern auch L\u00f6sungen f\u00fcr das Speichern von grossen Energiemengen, um Sommerw\u00e4rme auch im Winter nutzen zu k\u00f6nnen. Durch Data Science Methoden ist es schliesslich auch m\u00f6glich, verborgene Speicherm\u00f6glichkeiten in Geb\u00e4uden (wie zum Beispiel die Masse des Geb\u00e4udes) nutzbar zu machen und damit sicher zu stellen, dass erneuerbare Energieformen optimal ins Energiesystem der Schweiz integriert werden k\u00f6nnen.<\/em><\/p>\n

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www.hslu.ch<\/a><\/p>\n

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Auch in der Schweiz d\u00fcrfte K\u00fcnstliche Intelligenz Einzug in die Geb\u00e4ude nehmen. In den letzten zwanzig Jahren ist die Zahl der berufst\u00e4tigen Menschen in der Schweiz um fast 1.5 Millionen Personen gestiegen. 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