Dena demonstriert Energieeinsparung durch KI

Die Deutsche Energieagentur (Dena) hat ein Pilotprojekt zur KI-basierten Energieoptimierung in Nichtwohngebäuden gestartet. Damit könne Energie gespart und Einkünfte erzielt werden.

Ein Pilotprojekt der Deutschen Energieagentur (Dena) mit dem Fraunhofer-Institut IEE in Kassel demonstriert das Zusammenspiel von KI-Energiemanagement, intelligenten Messsystemen und volldynamischen Preisen in Nichtwohngebäuden. Gebäude sind in Deutschland für rund 35 Prozent des Endenergieverbrauchs verantwortlich. Insbesondere Nichtwohngebäude tragen erheblich zum Energieverbrauch und zur Netzauslastung bei.

Im Rahmen der Start-up Energy Transition (Set) Pilots wird ihr Beitrag zu einer kosteneffektiven Optimierung des Energiesystems untersucht, wie die Dena am 5. Februar mitteilte. Konkreter Anwendungsfall in Kassel ist ein Bürostandort des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE). Digitale Lösungen sollen für ein flexibles Energiesystem unter realen Bedingungen erprobt und weiterentwickelt werden.

Kasseler Gebäude im Test

Der IEE-Standort verfügt über eine Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge, eine Photovoltaikanlage (PV) und eine Wärmepumpe. Bei der Steuerung sind ein dynamischer Stromtarif, zeitvariable Netzentgelte sowie eine netzorientierte Steuerung gemäß § 14a EnWG berücksichtigt. Das Fraunhofer IEE koordinierte das Projekt und entwickelte die KI-Algorithmen.

Zwei Unternehmen als weitere Projektpartner übernahmen diese Aufgaben: Smartplace integrierte die steuerbaren Anlagen und implementierte den KI-Agenten auf der Edge-Komponente, Teleseo stellte die Smart-Meter-Infrastruktur und eine sichere Datenübertragung bereit. Im Pilotbetrieb zeigte sich, dass die heute regulatorisch und technisch geforderte Infrastruktur für eine KI-basierte, markt- und netzdienliche Steuerung von Gebäudeverbräuchen zuverlässig zusammenspielt.

Der eigens entwickelte KI-Agent bewies laut Projektpartnern seine Leistungsfähigkeit, indem er Elektrofahrzeuge zu Zeiten niedriger Preise und hoher lokaler PV-Erzeugung lud und dabei effektiv mit der örtlichen Gebäudeleittechnik (GLT) kommunizierte.

Vorteile KI-gestützter Steuerungsansätze

Der SET Pilot zeige demnach das Potenzial KI-gestützter Steuerungsansätze in komplexen Energiesystemen, um Effizienz, Energiekostensenkung und netzdienliches Verhalten zu erreichen. Die im Projekt gewonnenen Erfahrungswerte können laut Dena für den breiteren Einsatz KI-gestützter Energiemanagementlösungen bei Bürogebäuden mit ähnlichen Bestandsanlagen (PV, Wärmepumpe, Ladesäulen) dienen. 

Die Auswertung zeige zudem, dass Flexibilitäten aus Nichtwohngebäuden perspektivisch über Aggregatoren oder virtuelle Kraftwerke gebündelt und am Intraday-Markt vermarktet werden können. So ergeben sich zusätzliche Erlösmöglichkeiten und neue Rollen für Gebäudebetreiberinnen und -betreiber im Energiesystem. 

Philipp Richard, Dena-Bereichsleiter Digitale Technologien und Start-up Ökosystem schlussfolgert: „Eine Voraussetzung ist, dass die regulatorischen Rahmenbedingungen entsprechende Anreize setzen.“ Gerade die laufende Weiterentwicklung der Netzentgeltsystematik für Nichtwohngebäude mit großen Energieverbräuchen sei entscheidend, um Flexibilität zu ermöglichen und anzureizen, appelliert er an die Regulatoren.

Hintergrund der Set-Pilots

Mit den Set Pilots wird ein Erprobungs- und Umsetzungsraum geboten, der die technologische Weiterentwicklung im Kontext der Digitalisierung der Energiewende zum Ziel hat. Der Fokus wird besonders auf Kompetenzen von Start-ups und innovative Organisationen gelegt, um Innovationen unter Nutzung der intelligenten Messsysteme (Smart Meter) in allen Anwendungsbereichen des Energiesektors voranzutreiben.

Die Teilnehmenden der Pilotierungsprojekte profitieren von der Finanzierung bzw. Teilfinanzierung ihrer Pilotprojekte, von den daraus entstehenden Chancen den technologischen Ansatz zu erproben sowie von der Erweiterung ihres Netzwerks. 
Die Erkenntnisse aus dem vierten Set Pilot sind zugleich eine wichtige Grundlage für die Weiterentwicklung der Set Pilots. In den kommenden zwei Pilotprojekten werden dynamische Netzentgelte sowie innovative Speicherlösungen in der Niederspannung erprobt und untersucht.

Das Set zum KI-basiertes Energiemanagement der Dena steht im Internet bereit.

Autorin: Susanne Harmsen