Energieforschung im städtischen Alltag

Aspern Smart City Research (ASCR), Europas größtes Energieforschungsprojekt, betreibt seit 2013 konkrete Anwendungsforschung in aspern Seestadt. Die Forschungsgesellschaft – ein Joint Venture von Siemens Österreich, Wien Energie, Wiener Netze und der Stadt Wien (Wirtschaftsagentur Wien, Wien 3420) – hat sich einem ganzheitlichen Ansatz verschrieben: Über 100 Forscherinnen und Forscher aus unterschiedlichen wissenschaftlichen Bereichen analysieren hier anhand großer Echtdatenmengen das Zusammenspiel von Nutzerverhalten in und im Betrieb von energieeffizienten Gebäuden. Die analysierten Objekte sind gleichermaßen Erzeuger und Verbraucher von Energie und in ein intelligentes Stromnetz integriert.

Im Wohngebäude beispielweise wird auch die Garagenluft zur Heizung der 213 Wohneinheiten mittels Fußbodenheizung wiederverwertet.  Zudem beforscht die ASCR den Einsatz von Building Information Modeling (BIM) in der Planungs- und Errichtungsphase sowie im laufenden Betrieb. Die mitwachsenden digitalen Gebäudezwillinge bergen großes Potenzial hinsichtlich Effizienz, neuartiges Bauen und Facility Management. Im Forschungsschwerpunkt „Smart Charging“ wird die Entwicklung einer intelligenten Ladeinfrastruktur vorangetrieben, die mit dem Fahrzeug, lokalen Energieproduktionsstätten, dem Netz und schließlich den Energiemärkten interagiert. Das Ziel: Ladestrategien, die umweltfreundlich, kundenorientiert und gleichzeitig netzdienlich sind.

Der Mensch im Mittelpunkt

Aktuell testet die ASCR in 17 Anwendungsfällen im Kleinen, was morgen in der Smart City Wien und darüber hinaus umgesetzt werden kann. Bisher konnte die ASCR über 60 Forschungsfragen beantworten, 15 prototypische Lösungen in den Bereichen intelligente Gebäude und Netzinfrastruktur entwickeln und 11 Patente anmelden. Zentral ist die Frage, wie sich städtische Gebäude mithilfe von – teils lokal erzeugter und vor Ort zwischengespeicherter – erneuerbarer Energie effizient und klimafreundlich betreiben lassen. Und wie ein datenfähiges Stromnetz dabei helfen kann, die auf viele Häuser verteilte Produktion mit der sich im Laufe des Tages verändernden Nachfrage nach Strom auszugleichen. 111 am Forschungsprojekt teilnehmende Haushalte sorgen täglich für den Praxischeck. Seestädter Haushalte und Forschung stellen ihre Energiedaten dazu mittels Home Automation System zur Verfügung.

Vier Perspektiven schärfen ganzheitlichen Blick

Die ASCR analysiert die Erzeugung, Verteilung, Speicherung und Verbrauch von Energie ganzheitlich – ganz im Sinne der Smart City Wien Rahmenstrategie:

Smart Building: Ein Wohnbau, ein Studierendenheim, ein Bildungscampus sowie ein Technologiezentrum als moderne Arbeitsplatzumgebung und ein Bürogebäude mit Multifunktionsgarage sind mit Fotovoltaik, Solarthermie, Hybridanlagen, Wärmepumpen sowie thermischen und elektrischen Speichern ausgestattet. So verbrauchen sie nicht nur Energie, sondern produzieren und speichern diese auch. Die meisten Gebäude können noch nicht in die Zukunft blicken. Doch intelligente Gebäudesteuerungen werden künftig den Energiebedarf auf Basis von Wetterprognosen und anderer Daten vorherberechnen – diese laufen bereits erfolgreich als Prototypen in der ASCR. Außerdem geben sie Auskunft über den Zustand der Gebäude und ermöglichen vorausschauende Instandhaltung.

Smart Grid: 12 Netzstationen, 24 Transformatoren, 5 Netzspeichersysteme sowie zahlreiche Sensoren sind die Basis des ASCR Smart-Grid-Testbeds. Ziel ist es, Kosten im Netzbetrieb zu senken, die Zahl der erneuerbaren Quellen zu erhöhen und dabei größtmögliche Effizienz und Versorgungssicherheit für Mensch, Gebäude und Markt zu schaffen.

Smart ICT: Komplexe IKT-Systeme steuern die Verteilung, Nutzung, Speicherung oder Weiterleitung der Energie. Sie nutzen im Rahmen geltender Datenschutzrichtlinien sämtliche aus Gebäude und Netz zur Verfügung stehende Daten (zum Beispiel Temperatur, Raumluft, Stromverbrauch, Spannung etc.) sowie Daten von Dritten (Wetterprognosen etc.). Entscheidend ist, dass die ASCR die Daten aus allen vier Domänen verschränkt und Lösungen mit Simulationen auf ihre Tauglichkeit testet.

Smart User: 111 Haushalte machen mit und stellen ihre Verbrauchsdaten freiwillig zur Verfügung. Sozialwissenschaftlerinnen und -wissenschaftler begleiten die Forschungsarbeit. Forschungsziel der ASCR im Bereich Smart User ist es, möglichst praktikable, alltagstaugliche Lösungen zu schaffen, die den Bewohnerinnen und Bewohnern echten Mehrwehrt bieten und das Energiesparen erleichtern.

Gemeinsame Forschung bis 2023

Siemens AG Österreich (44,1%) und Stadt Wien – Wien Energie GmbH (29,95 %), Wiener Netze GmbH (20%), Wirtschaftsagentur Wien (4,66%) – sowie die Wien 3420 Holding GmbH (1,29%) riefen die Forschungsgesellschaft ins Leben. Im Kern geht es um vorausschauende Gebäudeautomatisierung und um die Nutzung von Energie-Flexibilitäten der Gebäude am Energiemarkt. Die ASCR entwickelt zudem neue Methoden für die Erfassung des Netzzustandes und die Netzplanung.

Als „Best Smart Project 2016“ gewann die ASCR den internationalen World Smart City Award. 2018 verlängerten die Verantwortlichen das Projekt um weitere fünf Jahre bis 2023. In der aktuellen Forschungsphase stehen insgesamt 17 „Use Cases“ im Zentrum der Forschungstätigkeit. Das Spektrum reicht dabei von der weiteren intelligenten Vernetzung von Gebäuden, Netzen und Märkten, über neue Ansätze der Gebäudeheizung und -kühlung bis zur möglichen Nutzung von E-Autos als künftige Energiespeicher sowie deren Einbettung in erneuerbaren Energiegemeinschaften.

Kontakt

Aspern Smart City Research Gmbh & Co KG (ASCR)

E-Mail: office@ascr.at

Website: www.ascr.at