Aspern Smart City Research. Energieforschung gestaltet Energiezukunft

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1 Aspern Smart City Research Energieforschung gestaltet Energiezukunft

2 aspern Die Seestadt Wiens Testbed Smart Building Testbed Smart Grid

3 ASCR-Forschu

4 Inhalt Einleitung 1 Eigentümerstruktur der ASCR 2 Facts & Figures 3 aspern Die Seestadt Wiens 4 Forschungsbereiche der ASCR 5 Smart Building 6 Smart Grid 8 Smart User 10 Smart ICT 12 Impressum 13 ngsbereiche Aspern Smart City Research GmbH & Co KG (ASCR) Seestadtstraße 27/2/Top 19, 1220 Wien Telefon: +43 (0) Mail: Web: Kontaktpersonen: DWI (FH) Bernd Richter, Infrastruktur/Prokurist Mail: DI Dr. Andreas Schuster, Forschung Mail: Oliver Juli, Förderungen Mail:

5 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»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 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 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.

6 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 Foto: Rita Newman Mag.a Renate Brauner»Ich bin stolz, dass es gelungen ist, 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 Vizebürgermeisterin und Wirtschaftsstadträtin Foto: pertramer 2 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 Gewerbe- und Industrieanlagen bzw. öffentliche Gebäude und landwirtschaftliche Betriebe in und um Wien mit Strom, Erdgas und Wärme. Die Strom- und Wärmeproduktion stammt aus Abfallverwertung, Kraft- Wärme-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 Innovationskraft. 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.

7 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) 3 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. 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 / Q Q / 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

8 aspern Die Seestadt Wiens Auf einem ehemaligen Flugfeld entsteht eines der größten Stadtentwicklungsprojekte Europas 4 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. Heute hat das Gelände im Nordosten Wiens eine neue Bestimmung gefunden. Es entwickelt sich zu einem modernen, multifunktionalen Stadtteil, der Seestadt. Auf 240 Hektar Gesamtfläche, das entspricht etwa der Größe von 340 Fußballfeldern, entstehen Neubauten mit einer geplanten Bruttogeschoßfläche von mehr als 2,2 Millionen Quadratmetern. Das Investitionsvolumen liegt bei rund fünf Milliarden Euro. Bis 2029 sollen mehr als 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 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 Tonnen Seeaushub-Material wurden im Baulogistikcenter der Seestadt zur Verwertung als Baumaterial vor Ort aufbereitet. Auch der Beton vom Abbruch der Rollbahnen des ehemaligen Flugfeldes erhielt eine zweite Bestimmung. Er wurde für den Straßen- und Wegebau wiederverwertet. Bis 2014 konnten auf diese Weise LKW-Transporte für die Seestadt eingespart werden. Das entspricht einer Reduktion von ungefähr Tonnen CO2-Emissionen. Das Gebiet der heutigen Seestadt ist auf dem besten Weg, sich europaweit erneut einen bedeutenden Namen zu machen. Foto: Wiener Linien/Johannes Zinner

9 Die Energiezukunft beginnt heute Forschung mit realen Energiedaten in aspern Seestadt» 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.«5 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)

10 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.

11 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? 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) 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. 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 ( kwh) Warmwasserspeicher Elektrische Speicher (rd. 20 kwh) Smarte MSR 7» 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) DWI (FH) Bernd Richter (Infrastruktur)

12 Smart Grid Der Weg zum intelligenten Netz 8 12 Netzstationen, 24 Transformatoren und zahlreiche Sensoren stellen die Basisinfrastruktur des ASCR Smart- Grid-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-Grid- Migrationspfad 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)

13 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. Wie viel Sensorik braucht es? Eine der Kernfragen des ASCR-Forschungsprogramms ist deshalb, welches Minimum an Durchdringung mit Sensorik vorhanden sein muss, um bei Wahrung der Wirtschaftlichkeit ein hinreichendes Abbild des Netzzustandes für optimalen Netzbetrieb (und Netzplanung) zu erzeugen. Planung & Niederspannungs-Management Mit dem Datenmaterial lassen sich in einem weiteren Schritt entlang des Smart-Grid-Migrationspfades 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 Simulationen die Festlegung punktgenauer Ausbaumaßnahmen. Mittels aktiver Netzeingriffe kann die Effizienz der Netzinfrastruktur weiter gesteigert werden. Voraussetzung dafür ist aber ein möglichst fehlertolerantes Verhalten dieser Komponenten. Darüber hinaus dürfen sie auch beim Roll-out und im Betrieb kaum Mehrkosten verursachen. Dies kann durch Systemlösungen sichergestellt werden, deren Komponenten Funktionen wie Zero Touch, Plug & Play, Plug & Automate unterstützen. 9 INFOBOX Smart Cities Demo Aspern (SCDA) 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.» Förderprojekte sind eine wichtige Referenz, um schneller marktfähig zu werden, sowohl auf nationaler als auch auf internationaler Ebene.«Oliver Juli Förderungen SCDA-Konsortium Konsortialführung und Projektleitung: Forschungsgesellschaft Aspern Smart City Research GmbH & Co KG (ASCR) 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. Kontaktperson SCDA: Oliver Juli (Förderungen), Kontaktpersonen: Dr. Alfred Einfalt (Smart Grid) Dr. Thomas Karl Schuster (Smart Grid)

14 Smart User Am Menschen orientierte Technologien 10 Foto: Siemens Die Nutzerinnen und Nutzer stellen eine besonders wichtige Komponente in der Gesamtschau der ASCR- Forschungstätigkeit 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.

15 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: 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. 11 Kontaktperson: Mag. a Dr. in Susanne Geissler (Smart User)

16 Smart ICT Entscheidender Mehrwert durch Informationsund Kommunikationstechnologie 12 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. 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 Kontaktperson: Mag. Dr. Gerhard Engelbrecht (Smart ICT)

17 Impressum Herausgeber: Aspern Smart City Research GmbH & Co KG (ASCR) Seestadtstraße 27/2/Top 19, 1220 Wien Telefon: +43 (0) Mail: Web: 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

18 Wien, 2015, Aspern Smart City Research GmbH & Co KG C Satz- und Druckfehler vorbehalten

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