Ein Praxisprojekt am Fraunhofer IEE in Kassel zeigt das Potenzial KI-basierter Gebäudesteuerung. Die Ergebnisse weisen darauf hin, dass Nichtwohngebäude künftig eine größere Rolle für Netzstabilität, Energieeffizienz und die Vermarktung von Flexibilitäten spielen können.
Gebäude verursachen in Deutschland etwa 35 Prozent des Endenergieverbrauchs. Insbesondere Nichtwohngebäude wirken sich deutlich auf den Energiebedarf und die Belastung der Netze aus. Zugleich wird ihr Potenzial für eine kosteneffektive Optimierung eines digital vernetzten und auf erneuerbaren Energien basierenden Energiesystems bislang jedoch nur unzureichend berücksichtigt.
Um digitale Lösungen für ein flexibles Energiesystem unter realen Bedingungen zu erproben und weiterzuentwickeln, hat die Deutsche Energie-Agentur (dena) im Rahmen der SET (Start Up Energy Transition einen konkreten Anwendungsfall analysiert. Dies berichtet die Agentur in einer Mitteilung.
KI-Agent steuert Energieverbrauch im Bürogebäude
Der Bürostandort des Fraunhofer IEE in Kassel, der als Anwendungsfall dient, verfügt über eine Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge, eine Photovoltaikanlage (PV) und eine Wärmepumpe. Bei der Steuerung werden ein dynamischer Stromtarif, zeitvariable Netzentgelte und eine netzorientierte Steuerung gemäß § 14a EnWG einbezogen.
Das Projekt wurde vom Fraunhofer IEE koordiniert, das zudem die KI-Algorithmen entwickelte. Die weiteren Projektpartner übernahmen ergänzende Aufgaben: Das Unternehmen Smartplace integrierte die steuerbaren Anlagen und implementierte den KI-Agenten auf der Edge-Komponente, während das Unternehmen Teleseo die Smart-Meter-Infrastruktur sowie eine sichere Datenübertragung bereitstellte.
Im Pilotbetrieb zeigte sich, dass die derzeit regulatorisch und technisch geforderte Infrastruktur für eine KI-basierte, markt- und netzdienliche Steuerung von Gebäudeverbräuchen zuverlässig funktioniert. Der eigens entwickelte KI-Agent stellte dabei seine Leistungsfähigkeit unter Beweis, indem er Elektrofahrzeuge in Phasen niedriger Strompreise und hoher lokaler PV-Erzeugung lud und zugleich effektiv mit der örtlichen Gebäudeleittechnik (GLT) kommunizierte.
KI-gestützte Steuerung eröffnet neue Potenziale für Nichtwohngebäude
Der SET Pilot verdeutlicht das Potenzial KI-gestützter Steuerungsansätze in komplexen Energiesystemen zur Steigerung der Effizienz, zur Senkung der Energiekosten und für ein netzdienliches Verhalten. Die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse können als Grundlage für den breiteren Einsatz KI-gestützter Energiemanagementlösungen in Bürogebäuden mit vergleichbaren Bestandsanlagen wie PV-Anlagen, Wärmepumpen und Ladesäulen dienen.
Die Auswertung zeigt außerdem, dass sich Flexibilitäten aus Nichtwohngebäuden künftig über Aggregatoren oder virtuelle Kraftwerke bündeln und am Intraday-Markt vermarkten lassen. Daraus ergeben sich zusätzliche Erlösmöglichkeiten sowie neue Aufgabenfelder für Gebäudebetreiberinnen und -betreiber im Energiesystem.
„Eine Voraussetzung ist, dass die regulatorischen Rahmenbedingungen entsprechende Anreize setzen“, so Philipp Richard, Bereichsleiter Digitale Technologien und Start-up Ökosystem. „Gerade die laufende Weiterentwicklung der Netzentgeltsystematik für Nichtwohngebäude mit großen Energieverbräuchen ist hier entscheidend, um Flexibilität zu ermöglichen und anzureizen.“
Red.
Über die SET-Pilots
Die SET Pilots bieten einen Erprobungs- und Umsetzungsraum mit dem Ziel, die technologische Weiterentwicklung im Zuge der Digitalisierung der Energiewende voranzutreiben. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf den Kompetenzen von Start-ups und innovativen Organisationen, um Innovationen auf Basis intelligenter Messsysteme (Smart Meter) in sämtlichen Anwendungsbereichen des Energiesektors zu fördern. Die Teilnehmenden profitieren von der Finanzierung beziehungsweise Teilfinanzierung ihrer Pilotprojekte, von der Möglichkeit, ihren technologischen Ansatz zu erproben, sowie vom Ausbau ihres Netzwerks. Die Erkenntnisse aus dem vierten SET Pilot sind zudem eine wichtige Grundlage, wenn es darum geht, die SET Pilots weiterzuentwickeln.
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