- Aspern Smart City Research

Aspern Smart City Research
Energieforschung gestaltet Energiezukunft
aspern
Die Seestadt Wiens
Testbed Smart Building
Testbed Smart Grid
ASCR-Forschu
Inhalt
Einleitung
1
Smart Building
6
Eigentümerstruktur der ASCR
2
Smart Grid
8
Facts & Figures
3
Smart User
10
aspern Die Seestadt Wiens
4
Smart ICT
12
Forschungsbereiche der ASCR
5
Impressum
13
ungsbereiche
Aspern Smart City Research GmbH & Co KG
(ASCR)
Seestadtstraße 27/2/Top 19, 1220 Wien
Telefon: +43 (0)1 908 93 69
Mail: [email protected]
Web: www.ascr.at
Kontaktpersonen:
DWI (FH) Bernd Richter, Infrastruktur/Prokurist
Mail: [email protected]
DI Dr. Andreas Schuster, Forschung
Mail: [email protected]
Oliver Juli, Förderungen
Mail: [email protected]
Energieeffizienz als Forschungsgegenstand
Kooperationsprojekt Aspern Smart City Research
1
»Ziel dieses europaweit einzigartigen
Projekts in aspern Seestadt ist es, die urbane
Energieerzeugung und den Energieverbrauch
zu optimieren und somit die Energieeffizienz
zu steigern und den CO2-Ausstoß zu reduzieren.
Entscheidend für unsere Forschung ist die Einbindung
der Bewohnerinnen und Bewohner.
«
DI Reinhard Brehmer
Geschäftsführer der ASCR
Reduktion des CO2-Ausstoßes sowie störungssichere
Energieversorgung sind die grundlegenden Zielsetzungen der Energiewende, die von vermehrt dezentraler
Energieerzeugung, Prosumern, neuen Speichertechnologien und -orten gekennzeichnet ist. Noch ist nicht zur
Gänze klar, wie genau diese Entwicklung weitergehen
wird, noch fehlen Geschäftsmodelle und noch fehlen
verschiedene technische Lösungen.
Die Aspern Smart City Research GmbH & Co KG (ASCR) ist
ein Joint Venture eines Netzbetreibers, eines Energieversorgers, eines Technologieunternehmens und der Stadt
Wien. In dieser Kooperation soll ein Teil der technischen
»Wir forschen auf den Ebenen
Gebäude, Netz, IKT und Energieverbraucherinnen
und Energieverbraucher. Wir entwickeln
neue Technologien, um Gebäude und
Energieverteilnetze optimal zu
verbinden.
«
Dr. Georg Pammer
Geschäftsführer der ASCR
Lösungen für die neue Energiewelt entwickelt werden,
und zwar im realen Leben eines neu errichteten Stadtquartiers mit realen Endkunden.
Dabei geht es um vorausschauende Gebäudeautomatisierungen und die Nutzung der Energie-Flexibilitäten der
Gebäude auch am Energiemarkt – all das in Formen, die
auch von den Bewohnerinnen und Bewohnern „bewältigt“
und akzeptiert werden können. Weiters werden optimale
Methoden der Erfassung des Netzzustandes und der
Netzplanung entwickelt. Sämtliche Lösungen basieren
auf einer übergreifenden IKT, für die die geeigneten
Big-Data-Modelle entwickelt und erprobt werden.
Eigentümerstruktur
Bündelung von Know-how in der ASCR
»Es ist für Österreich von großer
Bedeutung, ein solches, europaweit
einzigartiges Vorzeigeprojekt der Energieforschung in Wien zu haben. Wir legen
hier die Basis zur Energieoptimierung
ganzer Stadtteile.
«
Wolfgang Hesoun
Generaldirektor
Siemens Österreich
2
dieses einzigartige Forschungsprogramm in der Seestadt Aspern
zu etablieren. Denn Innovation ist ein
wichtiger Schlüssel für die Zukunft
des Wirtschaftsstandortes Wien.
Mag.a Renate Brauner
a
Mag. Renate Brauner
«
Foto: pertramer
Foto: Rita Newman
»Ich bin stolz, dass es gelungen ist,
Vizebürgermeisterin und
Wirtschaftsstadträtin
Die Forschungsgesellschaft ASCR wurde von Siemens, Wien Energie, Wiener Netze und der Stadt Wien ins Leben
gerufen. Ein Kooperationsmodell in dieser Größenordnung ist bis dato einmalig. Über 100 Personen aus unterschiedlichen wissenschaftlichen Bereichen sind an diesem Forschungsvorhaben direkt beteiligt.
Siemens AG
Österreich (44,1 %)
Wien Energie GmbH
(29,95 %)
Wiener Netze GmbH
(20 %)
Wirtschaftsagentur
Wien (4,66 %)
Wien 3420 Holding
GmbH (1,29 %)
Siemens Österreich zählt
zu den führenden Technologieunternehmen des
Landes und konzentriert
sich auf die Bereiche Elektrifizierung, Automatisierung und Digitalisierung.
Siemens ist weltweit einer
der größten Hersteller
energieeffizienter, ressourcenschonender Technologien, einer der führenden
Anbieter von Energieübertragungslösungen
und Pionier bei Infrastrukturlösungen sowie bei
Automatisierungs- und
Softwarelösungen für die
Industrie.
Wien Energie versorgt
mehr als zwei Millionen
Menschen, rund 230.000
Gewerbe- und Industrieanlagen bzw. öffentliche
Gebäude und 4.500 landwirtschaftliche Betriebe in
und um Wien mit Strom,
Erdgas und Wärme. Die
Strom- und Wärmeproduktion stammt aus Abfallver wer tung, Kraf tWärme-Kopplung und
der Nutzung erneuerbarer Energie wie Wind-,
Wasser-, Sonnenkraft und
Biomasse. Wien Energie
setzt stark auf dezentrale
Erzeugung und Energiedienstleistungen.
Die Wiener Netze sind
ein Unternehmen der
Wiener Stadtwerke und
bündeln Planung, Betrieb und Instandhaltung aller Energienetze
unter einem Dach. Rund
zwei Millionen Kundinnen und Kunden in Wien
und Umgebung sind an
die Strom-, Erdgas- und
Fernwärmenetze angeschlossen.
Die Wirtschaftsagentur
Wien ist erste Anlaufstelle für Wiener Unternehmen, internationale Betriebe und Start-ups. Ihr
Angebot umfasst Förderungen, Betriebsansiedlungen, Immobilien und
kostenlose Beratung. Ziel
ist die Stärkung der Unternehmen in Wien und
ihrer Innovationskraf t.
Damit steigert die Wirtschaftsagentur die internationale Wettbewerbsfähigkeit des Standorts.
Die Wien 3420 wurde gegründet, um den neuen
Wiener Stadtteil aspern
Die Seestadt Wiens zu entwickeln. Sie ist gemeinsam mit Partnern für die
Verwertung der Flächen,
die städtebauliche Planung, die Unterstützung
der Flächenwidmung
und die infrastrukturelle
Erschließung verantwortlich.
Facts & Figures
Informationen zur ASCR im Überblick
Kernteam der ASCR v. links n. rechts:
Mag.a Gerhild Kircher, Finanzen/Prokuristin,
DI Reinhard Brehmer, Geschäftsführer, Dr. Georg
Pammer, Geschäftsführer, DWI (FH) Bernd Richter,
Infrastruktur/Prokurist, Mag.a Victoria Solitander,
Förderungen, DI Dr. Andreas Schuster, Forschung,
Melisa Kis-Juhasz, Assistentin, Oliver Juli, Förderungen,
DI Christoph Gerstbauer, Forschung (nicht im Bild)
Die ASCR führt eines der innovativsten und nachhaltigsten
Energieeffizienz-Demonstrationsprojekte Europas durch.
Neben der Größe und Konstellation der Forschungsgesellschaft (stadtnahe Unternehmen und Industrie)
sticht vor allem der integrative Ansatz hervor. Nicht Einzelelemente, sondern komplexe Zusammenhänge werden
anhand realer Daten erforscht. In Europa ist das einzigartig.
Vertretene Wissenschaftsdisziplinen:
Automatisierungstechnik, Bauingenieurwissenschaft,
Energietechnik, Informatik, Kommunikationstechnik,
Maschinenbau, Mathematik, Motiv- und Marktforschung,
Psychologie, Raumplanung, Rechtswissenschaften,
Soziologie, technische Physik, Umwelttechnologie, Wirtschaftswissenschaft.
3
Start
Die Forschungsgesellschaft Aspern Smart City Research
GmbH & Co KG (ASCR) nahm am 1. Oktober 2013 ihre
Tätigkeit auf.
Standort
Sitz der ASCR in aspern Der Seestadt Wiens ist das Technologiezentrum aspern IQ der Wirtschaftsagentur Wien,
Seestadtstraße 27, 1220 Wien.
Budget
Bis 2018 steht ein Budget von 38,5 Millionen Euro zur
Verfügung.
 2013 ------------ 2014/2015 ------------- Q4 2015–Q4 2016 ------------- 2016/2017 ------------- 2018 
Startphase:
Vorbereitungsphase:
Forschungsphase 1
– Baseline-Phase:
Forschungsphase 2
– Steuerungsphase:
Abschlussphase:
Gründung der
ASCR
Planung und Errichtung
der technischen Infrastruktur, Start des Leitprojekts Smart Cities
Demo Aspern (SCDA)
Bezug der Gebäude,
Datenerhebung ohne
steuernden Eingriff,
Modellrechnungen,
erste User-Befragungen,
erste Netzanalysen
Datenerhebung
inklusive Steuerung
einzelner Gebäudekomponenten, weiterführende Netzanalysen,
User-Interaktion
Abschluss der
derzeitigen
Forschungsaspekte,
Aufbereitung der
Ergebnisse
aspern Die Seestadt Wiens
Auf einem ehemaligen Flugfeld entsteht eines der
größten Stadtentwicklungsprojekte Europas
Der Flughafen Aspern wurde im Jahr 1912 eröffnet und
zählte damals zu den größten und modernsten Flughäfen
Europas. Während er in den beiden Weltkriegen noch als
wichtiger Luftwaffenstützpunkt fungierte, ging er nach
dem Abschluss des Staatsvertrages in die Hände des
österreichischen Aero Clubs über und diente nun vor
allem zur Pilotenausbildung und für den Flugsport. Der
Flugverkehr verlagerte sich in den kommenden Jahren zunehmend zum heutigen Flughafen Wien, nach Schwechat.
Am 1. Mai 1977 wurde der Flughafen Aspern schließlich
aufgelassen.
Flugfeld. In puncto Mobilität setzt man insbesondere
auf umweltfreundliche Verkehrsformen. Radfahren,
Car-Sharing und die Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel,
die reichlich zur Verfügung stehen, bieten etliche Alternativen zum Privat-PKW. Für Erholung sorgen die vielen
Grünflächen; fast 50 Prozent der Grundfläche werden als
öffentliche Frei- und Grünräume genutzt.
Vorbildlich ist zudem die Bauweise. Rund 600.000 Tonnen
Seeaushub-Material wurden im Baulogistikcenter der Seestadt zur Verwertung als Baumaterial vor Ort aufbereitet.
Auch der Beton vom Abbruch der Rollbahnen des ehemaHeute hat das Gelände im Nordosten Wiens eine neue ligen Flugfeldes erhielt eine zweite Bestimmung. Er wurde
Bestimmung gefunden. Es entwickelt sich zu einem mo- für den Straßen- und Wegebau wiederverwertet. Bis
dernen, multifunktionalen Stadtteil, der Seestadt. Auf 240 2014 konnten auf diese Weise 125.000 LKW-Transporte
Hektar Gesamtfläche, das entspricht etwa der Größe von für die Seestadt eingespart werden. Das entspricht einer
340 Fußballfeldern, entstehen Neubauten mit einer ge- Reduktion von ungefähr 1.400 Tonnen CO2-Emissionen. Das
planten Bruttogeschoßfläche von mehr als 2,2 Millionen Gebiet der heutigen Seestadt ist auf dem besten Weg, sich
Quadratmetern. Das Investitionsvolumen liegt bei rund europaweit erneut einen bedeutenden Namen zu machen.
fünf Milliarden Euro. Bis 2029 sollen mehr als 20.000 Bewohnerinnen und Bewohner in der Seestadt ihr Zuhause
haben und ebenso viele Arbeitsplätze geschaffen werden.
aspern Seestadt möchte sich als bedeutender, innovativer
Wirtschaftsstandort etablieren. Schon heute siedeln sich
zahlreiche Produktions- und Dienstleistungsunternehmen und auch Forschungs- und Bildungsinstitutionen an.
Gleichzeitig wird Familienfreundlichkeit in der Seestadt
großgeschrieben. Zahlreiche Kindergärten, private Kinderbetreuungsplätze und Schulen entstehen am ehemaligen
Foto: Wiener Linien/Johannes Zinner
4
Die Energiezukunft beginnt heute
Forschung mit realen Energiedaten
in aspern Seestadt
5
»
Ein bedeutendes Thema im
Rahmen des ASCR-Forschungsprogramms ist die Umsetzbarkeit
und Skalierbarkeit unserer Forschung.
Unser Ziel ist es letztlich, unsere Erkenntnisse
auf ganze Städte wie etwa Wien anzuwenden.
«
DI Dr. Andreas Schuster
Forschung
Für morgen kündigt sich ein Wetterumschwung an.
Das intelligente, vorausschauende Gebäude nutzt daher
noch die derzeitigen Sonnenstrahlen und speichert Energie
auf Vorrat. Teile dieses Vorrats werden auch am Energiemarkt gehandelt. Das Netz interagiert mit den Gebäuden,
schickt Leistungen in unterschiedliche Richtungen
und fungiert auch als Kommunikationsplattform. Die
Nutzerinnen und Nutzer werden natürlich in keinster Weise
dadurch beeinträchtigt, sondern erhalten einerseits wertvolle Gebäudeinformationen und können andererseits
ihre Wohnung aus der Ferne steuern. Salopp formuliert
sieht so die Energiezukunft aus. Mit der Expertise der
Forschungsgesellschaft Aspern Smart City Research soll
diese Zukunft in greifbare Nähe rücken. Aufbauend auf
nationalen und internationalen Erfahrungen untersucht
die ASCR in aspern Seestadt, einem großen Stadtentwicklungsgebiet im Nordosten Wiens, nicht nur Teilaspekte,
sondern das gesamte System: Gebäude, Stromnetz,
Kommunikations- und Informationstechnologie sowie
das Nutzungsverhalten fließen zusammen in ein großes
Energieforschungsprogramm.
Kontaktperson:
DI Dr. Andreas Schuster (Forschung)
[email protected]
Smart Building
Gebäude optimieren ihren Energiebedarf
und handeln mit Flexibilitäten
6
Solarthermie-Anlage auf
dem Dach des Bildungscampus
»
Wir haben bewusst viel mehr Infrastruktur
verbaut, als für den eigentlichen Betrieb der
Anlagen nötig wäre. Auf diese Weise können
wir verschiedene Ansätze testen und
gegeneinander abwägen, um optimale
Energielösungen zu erzielen.
«
DWI (FH) Bernd Richter
Infrastruktur/Prokurist
Drei Gebäude – ein Wohnbau, ein Wohnheim für Studierende und ein Bildungscampus (derzeit Kindergarten
und Volksschule) – bilden die Smart-Building-Untersuchungsobjekte der ASCR. Ausgestattet mit Photovoltaik,
Solarthermie, Hybridanlagen, Wärmepumpen sowie
verschiedenen thermischen und elektrischen Speichern
agieren die Gebäude von morgen als echte Prosumer. Sie
verbrauchen nicht nur Energie, sondern produzieren und
speichern sie auch. Komplexe IKT-Systeme ermöglichen,
die Verteilung, Nutzung, Speicherung und Weiterleitung
der Energie optimal zu steuern.
Optimierter Eigenverbrauch
Ein Hauptaugenmerk der ASCR liegt darauf, den Eigenverbrauch im Gebäude zu optimieren. Heutigen Gebäudeoptimierungssystemen mangelt es nämlich an einer
wesentlichen Komponente: Sie können noch nicht in die
Zukunft blicken. Das soll sich bald ändern. Intelligente
Gebäudesteuerungen sind darauf ausgerichtet, den voraussichtlichen Energiebedarf unter Berücksichtigung der
Wetterprognose und anderer Daten vorherzuberechnen.
Außerdem können sie Auskunft über den Zustand bestimmter Gebäudeeinheiten geben und bei der vorausschauenden Planung von Instandhaltungsmaßnahmen
helfen.
Gebäudeflexibilitäten
Abgesehen von der Eigenverbrauchsoptimierung interessiert die Forschungsgesellschaft vor allem das Potenzial
von Gebäuden, zeitliche Energie-Flexibilitäten auch über
die Gebäudegrenze hinaus zur Verfügung zu stellen.
Eine der dringendsten Fragen lautet daher: Wie können
Gebäude zukünftig ihre Flexibilitäten zur Stützung des
lokalen Mittel- und Niederspannungsnetzes anbieten
bzw. alternativ als aktive Teilnehmer am Strommarkt
agieren?
Flexibilitäten-Pooling
Um diese Herausforderungen zu bewerkstelligen, müssen
Aggregationsstufen, bestehend aus einigen wenigen Gebäuden bzw. in Zukunft auch aus bis zu mehreren tausend
Gebäuden, gebildet werden. Dafür bedarf es zumindest
zweier Instanzen. Eine davon befindet sich im Gebäude
selbst, ein Building Energy Management System (BEMS),
das in regelmäßigen Intervallen Prognosen des Stromverbrauchs des Gebäudes und mögliche Flexibilitäten
errechnet. Eine andere Instanz, der Energiepool-Manager,
fungiert als Schnittstelle zwischen den einzelnen Gebäuden
und der Strombörse.
Damit Gebäude überhaupt an Regelenergiemärkten teilnehmen können, braucht es intelligente Stromnetze, welche
über den Netzzustand nicht nur jederzeit Bescheid wissen
müssen, sondern auch in die Zukunft prognostizieren
können. Darüber hinaus braucht es dafür neue rechtliche
Rahmenbedingungen.
Testbed Smart Building – 3 Gebäude
• Wohnheim für Studierende mit über 300 Plätzen
Photovoltaik-Anlage (250 kWp)
Elektrischer Speicher (120 kWh)
E-Patronen (2 x 8 kW)
Smarte Mess-, Steuer-, Regelungstechnik
(Smarte MSR)
• Bildungscampus (derzeit Kindergarten und
Volksschule)
2 Wärmepumpen (510 kW)
Solarthermie (90 kW)
Warmwasserspeicher
E-Patrone (70 kW)
Photovoltaik-Anlage (58 kWp)
Smarte MSR
• Wohnbau mit 213 Wohnungen
7 Wärmepumpen (800 kW)
Solarthermie (90 kW)
Photovoltaik-Anlage (15 kWp)
Hybridanlage (20 kWpel + 60 kWpth)
Erdspeicher (40.000 kWh)
Warmwasserspeicher
Elektrische Speicher (rd. 20 kWh)
Smarte MSR
»
Bis dato agieren Gebäude vor allem als
Verbraucher im Energienetz. Die thermische
Trägheit von Gebäuden bietet jedoch eine
ideale Spielwiese, um Flexibilitäten zu
nutzen und dadurch die Energiewende zu
unterstützen.
Heizungszentrale im Wohnheim
für Studierende
«
DI Mike Pichler
Teilprojektleiter Smart Building
Kontaktpersonen:
DI Christoph Gerstbauer (Smart Building)
[email protected]
DWI (FH) Bernd Richter (Infrastruktur)
[email protected]
7
Smart Grid
Der Weg zum intelligenten Netz
8
12 Netzstationen, 24 Transformatoren und zahlreiche
Sensoren stellen die Basisinfrastruktur des ASCR SmartGrid-Testbeds dar. Das allein macht das Stromnetz noch
nicht intelligent, aber die ASCR untersucht daran, wie ein
Übergang vom klassischen Netz in ein intelligentes Netz
zu bewerkstelligen ist.
Sekundärverteilerwand in der
Trafostation des Bildungscampus
Smart-Grid-Migrationspfad
Der Ansatz dafür lautet: optimierter Einsatz von bestehenden Kupferreserven und Einbau smarter Sekundärtechnik.
Nicht von heute auf morgen, sondern kontinuierlich,
entlang des Smart-Grid-Migrationspfades. Dieser dient
als Leitlinie, um den Übergang von einem passiven
Verteilnetzbetrieb hin zu einem Smart-Grid-Betrieb, der
sich durch bidirektionale Last- und Kommunikationsflüsse
auszeichnet, zu vollziehen.
» Der Vorteil des ASCR-Forschungs-Testbeds
liegt darin, dass wir erstmals das Gesamtsystem – abgebildet auf dem Smart-GridMigrationspfad – in einem Projekt erforschen
und so die Lösungen dem wirtschaftlichen
Optimum näherbringen können.
«
Dr. Alfred Einfalt
Teilprojektleiter Smart Grid
Testbed Smart Grid
Die Hauptkomponenten umfassen:
12 Netzstationen
24 Transformatoren (RONT, Amorph,
Ester-MIDEL, Aluminium, Standard Öl)
Smart Meter (mehr als 500 Stück)
Grid Monitoring Devices (mehr als 100 Stück)
Monitoring des Netzes
Am Anfang des Migrationspfades steht die Datenakquise.
Es gilt, den Netzzustand, sprich die Auslastung bis auf Niederspannungsniveau, transparent zu machen. Die Niederspannungsnetze bilden den größten Teil des Stromnetzes
und sind in puncto Netzdynamik bzw. fluktuierender
Spannungen die aktivsten Netzbereiche. Die Datenerfassung erfolgt über Smart Meter und selbstkonfigurierende
Feldsensorik – dazu zählen etwa Power-Quality-Messgeräte (P855) oder Grid Monitoring Devices (GMDs). Smart
Meter sind bereits erprobt, liefern aber nur grobes Datenmaterial. Zusätzliche Messsensorik stellt einen höheren
Kostenaufwand dar, ermöglicht aber auch, den Netzzustand
exakter abzubilden.
Management-Entscheidungen treffen, die zunächst ohne
physischen Netzausbau auskommen. Sie stellen eine effiziente Alternative zur unspezifischen Worst-Case-Planung dar.
Genaue Netzdaten ermöglichen – ohne aktiven Netzeingriff – die Nutzung der Infrastruktur näher an den physikalischen Grenzen und alarmieren frühzeitig bei drohenden
Grenzüberschreitungen von Schwellwerten oder festgelegten KPIs (Key Performance Indicators). Kommt es zu
einer solchen Überschreitung, dann können kurzfristig
auf Basis des vorhandenen Datenmaterials Maßnahmen
getroffen werden, die eine Beeinträchtigung der Versorgungsqualität verhindern.
Auch bei der langfristigen Netzplanung spielen historische
Daten eine wesentliche Rolle. Sie ermöglichen durch
entsprechende Auswertungen, Hochrechnungen und
Wie viel Sensorik braucht es?
Eine der Kernfragen des ASCR-Forschungsprogramms ist Simulationen die Festlegung punktgenauer Ausbaumaßdeshalb, welches Minimum an Durchdringung mit Sensorik nahmen. Mittels aktiver Netzeingriffe kann die Effizienz
vorhanden sein muss, um bei Wahrung der Wirtschaft- der Netzinfrastruktur weiter gesteigert werden. Vorauslichkeit ein hinreichendes Abbild des Netzzustandes für setzung dafür ist aber ein möglichst fehlertolerantes
Verhalten dieser Komponenten. Darüber hinaus dürfen
optimalen Netzbetrieb (und Netzplanung) zu erzeugen.
sie auch beim Roll-out und im Betrieb kaum Mehrkosten
verursachen. Dies kann durch Systemlösungen sicherPlanung & Niederspannungs-Management
Mit dem Datenmaterial lassen sich in einem weiteren gestellt werden, deren Komponenten Funktionen wie
Schritt entlang des Smart-Grid-Migrationspfades Zero Touch, Plug & Play, Plug & Automate unterstützen.
9
INFOBOX
SCDA-Konsortium
Smart Cities Demo Aspern
(SCDA)
Konsortialführung und Projektleitung:
Forschungsgesellschaft Aspern Smart City Research
GmbH & Co KG (ASCR)
2014 startete die ASCR gemeinsam mit neun Partnern
das mit acht Millionen Euro budgetierte Leitprojekt
Smart Cities Demo Aspern (SCDA). An dem Projekt,
das eine Laufzeit von drei Jahren hat, sind rund 120
Personen beschäftigt. Geforscht wird insbesondere
im Bereich der Nutzung von Gebäudeflexibilitäten,
der aktiven Steuerung des Niederspannungsnetzes
sowie der intelligenten Verschränkung der Domänen
Gebäude und Niederspannungsnetz durch IKT. Ein
zentraler Bestandteil des Projektes ist zudem die
Einbindung der Nutzerinnen und Nutzer.
Im Rahmen der Smart-Cities-Initiative fördert der
Klima- und Energiefonds das SCDA-Leitprojekt mit
3,7 Millionen Euro.
Industriepartner:
Siemens AG Österreich, Wien Energie GmbH und
Wiener Netze GmbH
Wissenschaftlicher Partner:
Austrian Institute of Technology GmbH (AIT)
Partner der Stadt Wien:
Magistratsdirektion / Stadtbaudirektion – Projektleitung aspern Seestadt sowie Magistratsabteilung 18
Stadtentwicklung und Stadtplanung
KMU-Partner:
Moosmoar Energies OG, Technisches Büro Käferhaus
GmbH und SERA energy & resources e.U.
» Förderprojekte sind eine wichtige Referenz,
um schneller marktfähig zu werden, sowohl auf
nationaler als auch auf internationaler Ebene.
«
Oliver Juli
Förderungen
Kontaktperson SCDA:
Oliver Juli (Förderungen), [email protected]
Kontaktpersonen:
Dr. Alfred Einfalt (Smart Grid)
[email protected]
Dr. Thomas Karl Schuster (Smart Grid)
[email protected]
Smart User
Am Menschen orientierte Technologien
10
Foto: Siemens
Die Nutzerinnen und Nutzer stellen eine besonders
wichtige Komponente in der Gesamtschau der ASCRForschungstätigkeit dar. Denn letztlich hängt es von ihnen
ab, wie viel Energie das Gebäude benötigt und in welchem
Umfang es Flexibilitäten anbieten kann.
Automatisches Meteringund Informationssystem (AMIS)
Am Forschungsprogramm nehmen aber nur jene Haushalte teil, die sich ausdrücklich damit einverstanden
erklären, dass ihre Energieverbrauchs- und Raumregelungsdaten (Strom, Warm- und Kaltwasser, Zimmertemperatur,
Raumluftqualität etc.) für Forschungszwecke verwendet
werden.
Warum sind User-Daten für die ASCR essenziell?
Ziel ist es herauszufinden, wie das Gebäude optimal arbeitet.
Dafür braucht es das Wissen über die Nutzungsgewohnheiten von heute und den Bedarf der Zukunft. Die Zusammenarbeit mit den Nutzerinnen und Nutzern wird daher bis
2018 kontinuierlich sozialwissenschaftlich begleitet.
Smarte MSR & innovative Produkte und
Dienstleistungen
In den teilnehmenden Haushalten wird als Basis von Home
Automation eine smarte Mess-, Steuer-, Regelungstechnik
(smarte MSR) installiert, welche entsprechend der Eigenverbrauchsoptimierung des Gebäudes die Luftqualität und
Temperatur der Wohnung regelt. Die User haben allerdings
stets die Möglichkeit, in die smarte MSR einzugreifen, d. h.
Luftqualität und Temperatur – sogar aus der Ferne per
Tablet oder Smartphone – selbst zu bestimmen.
Darüber hinaus können sie innovative Produkte und
Dienstleistungen zur Steuerung des individuellen Energieverbrauchs (zeitvariable Tarifmodelle) testen. Das hilft dem
Forschungsteam wiederum bei der Weiterentwicklung
von Innovationen.
Ziel ist es aber auch, mittels Bewusstseinsbildung und Anreizsystemen ein nachhaltiges, kosten- und energieeffizientes
Nutzungsverhalten zu fördern. Bis dato lautet das Paradigma:
Die Erzeugung folgt dem Verbrauch. In Zukunft muss es
möglich sein, den Verbrauch stärker an die erneuerbare
Erzeugung anzupassen.
INFOBOX
Smart City Wien
Die „Smart City Wien Rahmenstrategie“ ist eine
langfristige Dachstrategie bis 2050, mit dem Ziel,
die Lebensqualität für alle Wienerinnen und Wiener
bei größtmöglicher Ressourcenschonung weiterhin
zu steigern.
Wien will dabei internationaler Vorreiter sein und
arbeitet deshalb nicht nur an Kohlendioxid-Zielen,
sondern denkt den Smart-City-Prozess größer: Sämtliche Lebenswelten der Stadtbewohnerinnen und
-bewohner werden mitberücksichtigt und echte
Innovationen in den Bereichen Energie, Autoverkehr,
Gesundheitsversorgung, Bauen und Kommunikation
angestrebt. Das ASCR-Forschungsprogramm erfüllt
in diesem Kontext einen wertvollen Beitrag.
Mehr Infos zur Smart City Wien gibt es auf:
www.smartcity.wien.at
Mag.a Dr.in Susanne Geissler (Forschungsbereich Smart User) im Interview:
Wie können Vorbehalte vonseiten der User bezüglich der Bereitstellung von Daten entkräftet
werden?
Die Bereitstellung der Daten erfolgt freiwillig und mit
ausdrücklicher Zustimmung. Sämtliche im Rahmen
der ASCR gesammelten Daten werden lediglich für
die Zeit des Forschungsprogramms verwendet und
vertraulich behandelt. Wir arbeiten mit den Usern
zusammen, um auch in Zukunft eine störungsfreie Energieversorgung für alle zu gewährleisten.
Und diese lässt sich heutzutage nur mithilfe von
Nutzungsinformationen gezielt vorausplanen.
Wie funktioniert die Kontaktaufnahme und Datenerhebung?
Mit Befragungen und anderen Methoden können wir
feststellen, wie groß die Bereitschaft ist, innovative
Technologien zu verwenden, welche Bedürfnisse
existieren und wie die zur Verfügung gestellten
Technologien akzeptiert und eingesetzt werden.
Die Teilnahme der User ist ein wesentlicher Bestandteil für den Erfolg des Forschungsprojektes.
Wichtig für die Zusammenarbeit von Usern und
Forschungsteam sind zielgruppenorientiert aufbereitete Informationen, Diskussionsmöglichkeiten
und regelmäßige Veranstaltungen.
Wozu dienen die erhobenen User-Daten?
Sie helfen dabei, innovative Energie-Dienstleistungen
und Angebote zielorientiert zu entwickeln. Die
Technik soll das Leben der Menschen erleichtern.
Deswegen ist es der ASCR auch ein Anliegen,
sämtliche Fragen mit den Usern offen zu diskutieren.
Kontaktperson:
a
in
Mag. Dr. Susanne Geissler (Smart User)
[email protected]
11
Smart ICT
Entscheidender Mehrwert durch Informationsund Kommunikationstechnologie
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Die Smart ICT nutzt unter Einhaltung der Datenschutzrichtlinien sämtliche aus den Gebäuden und dem Netz gewonnenen Daten (Temperatur, Raumluft, Stromverbrauch,
Spannung etc.) sowie externe Daten (zum Beispiel Wetter
oder andere Ereignisse), um das Zusammenspiel von bzw.
die Wechselwirkungen zwischen Netz und Gebäude zu
analysieren. Der entscheidende Faktor ist die verschränkte
Betrachtung der Daten aus den unterschiedlichen Domänen.
Digitale Nachbildung der Realität
Das ASCR-Forschungsteam stellt mit den Daten aus dem
realen Testfeld die Realität digital nach, um damit beliebige
Energiekonzepte und Optimierungsmaßnahmen zu
simulieren. Ziel ist es, skalierbare und umsetzbare Lösungen
für den urbanen Energiehaushalt zu entwickeln. Eine
Smart-ICT-Fragestellung lautet etwa folgendermaßen:
Wie wirken sich verschiedene Strategien der Eigenverbrauchsoptimierung der Gebäude auf das Netz aus
und umgekehrt, welchen Einfluss hat aktives Netzmanagement (der Einbau von Plug & Play-Technologie
etc.) auf das Gebäude in puncto Bereitstellung von
Flexibilitäten?
Selbstlernende Systeme
Da sich die Gebäudenutzung und die Netzauslastung
ständig ändern, gilt es, die Modelle, auf denen die
Simulationen fußen, kontinuierlich nachzujustieren. Mittels
adaptiver Selbstlernalgorithmen verfeinern sich die
Modelle und daher auch die gebäude- und netzinternen
Steuermechanismen zusehends.
Kontaktperson:
Mag. Dr. Gerhard Engelbrecht (Smart ICT)
[email protected]
Welche Datenmodelle kommen zum Einsatz?
Um mit den enormen Datenmengen aus den verschiedenen
Domänen umzugehen, werden Big-Data-Methoden
angewandt. Dabei bieten sich – je nach Anwendungsbereich – unterschiedliche Datenmodelle an. Im Rahmen
des ASCR-Forschungsprogramms werden sowohl große
zentrale Datenmodelle als auch dezentrale Modelle im
Stile des Software-Frameworks Hadoop getestet. Mit smarten
Datenanalysen lassen sich Optimierungen im Bereich des
Eigenverbrauchs oder der Energieverteilung erreichen
und mögliche Probleme wie zum Beispiel Spannungsfluktuationen frühzeitig erkennen.
Testbed Smart ICT
Die Hauptkomponenten umfassen:
Zentrales Data Warehouse: Teradata DM670C
(6x Dual Core Prozessor, 256 GB RAM,
12 RAID1 Disks mit 6 TB Kapazität,
Hyper-V-Umgebung mit 25 virtuellen Systemen
(556 GB RAM, 12 TB HDD)
» Wir bilden die Seestadt mit ihren realen Daten digital
nach und können damit beliebige Energiekonzepte und
Optimierungsmaßnahmen simulieren, um transferierbare
Energielösungen für ganze Städte zu entwickeln.
«
Mag. Dr. Gerhard Engelbrecht
Teilprojektleiter Smart ICT
Impressum
Herausgeber:
Aspern Smart City Research GmbH & Co KG (ASCR)
Seestadtstraße 27/2/Top 19, 1220 Wien
Telefon: +43 (0)1 908 93 69
Mail: [email protected]
Web: www.ascr.at
Redaktion:
Siemens, Wien Energie, Wiener Netze
Konzeption und Text:
communication matters + Christine Sonvilla
Gestaltung:
Christina Lehner, primart
Fotos:
Markus Rössle
Grafiken:
APA-Auftragsgrafik/Auftraggeber: ASCR
Wien 3420 Aspern Development AG
Druck:
AV-Astoria
Wien, 2015, Aspern Smart City Research GmbH & Co KG
CSatzund Druckfehler vorbehalten