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Hier finden Sie eine Übersicht aktueller und abgeschlossener Forschungsprojekte am Institut für Kommunikationstechnik.

 

 

 

 

Das Projekt SENSE begreift das Gebäude mit seinen vielfältigen Gewerken übergreifend als Zentrum von Smart Living. Ziel von SENSE ist es, das Gebäude in dieser Vielfalt für Anwendungen und Anwendungsentwickler umfassend nutzbar zu machen. Es steht im Kontext von Smart
Home/Building/City. Das „Gebäude als Service“ ist unsere Leitidee.

Weiterführende Informationen zum Projekt SENSE

Smart Solar Geothermal Energy Grid Ruhr (GeoSmaGriR)

Ziel ist das flexible, dezentrale Einspeisen solarer und geothermischer Wärme in Wärmenetze unter Nutzung bestehender Versorgungs- und Netzstrukturen, wobei saisonal-bedingte Überschuss-Wärme in Grubengebäude des ehem. Steinkohlebergbaus eingespeichert werden soll.

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Voraussetzung für eine erfolgreiche Wärmewende ist neben der Weiterentwicklung der regenerativen Energiesysteme die Integration der Systeme in die (bestehenden) dezentralen und zentralen Infrastrukturen sowie die Bereitstellung nutzerspezifischer Informationen und Steu- erungsmöglichkeiten.Dies erfordert eine stärkere system- und energieträgerübergreifende Kopplung von Energiesystemen, d.h. optimal abgestimmte Systemkomponenten, deren In- teraktion über Steuer- und Regelsysteme und zentralisierte Software-Plattformen zur effizienten Datenverarbeitung erweitert werden. Während sich die Virtualisierung in intelligenten Stromnetzen inzwischen in der Standardisierungsphase befindet, sind viele Wärmeverbraucher, -speicher und –erzeuger entweder nicht elektronisch steuerbar oder nicht mit entspre- chenden Komponenten (M2M) ausgestattet. Hier ist die Integration intelligenter IoT Middelware- und Plattformlösungen erforderlich.

Ziel ist das flexible, dezentrale Einspeisen solarer und geothermischer Wärme in Wärmenetze unter Nutzung bestehender Versorgungs- und Netzstrukturen, wobei saisonal-bedingte Überschuss-Wärme in Grubengebäude des ehem. Steinkohlebergbaus eingespeichert werden soll. Für den dezentralen Bereich sind bidirektional anbindbare thermische Verbraucher-/Erzeugersysteme vorgesehen, wie z.B. Gebäude mit Fernwärmeanschluss und Solarthermie. In diesem Wärmenetz ist eine verteilte Systemarchitektur erforderlich, in der sowohl Verbraucher als auch Erzeuger durch intelligente IoT-Middleware und kostengünstige Steuerungsmöglichkeiten mittels entsprechender Hardwarelösungen sowie einer cloudbasierten Software-Plattform verknüpft werden können.

Die Projektpartner:

        IDIAL

 

Gefördert von:


Guided AL adressiert die Entwicklung einer Web-basierten Smart Service Plattform für autonome, cyberphysische Gebäude.
Details
Die Gebäudeautomation ist eine Branche im Umbruch. Zu den bereits seit vielen Jahren existierenden und standardisierten Feldbuslösungen, wie zum Beispiel (z.B.) KNX, kommen nun stetig und in hoher Geschwindigkeit neue und vor allem viele preiswertere Automatisierungslösungen hinzu. Es ist daher absehbar, dass existierende Wertschöpfungsketten basierend auf dem Verkauf und die oft komplexe Installation von Automatisierungskomponenten in den Hintergrund treten. Die stetig größer werdende Zahl voll- oder teilautomatisierter Gebäude bildet jedoch einen neuen, interessanten und wachsenden Markt für neue intelligente Mehrwertdienste rund um Gebäudeautomationen. Automatisierte Wohn- und Zweckgebäude sind cyberphysische Systeme, die durch eine umfangreiche Sensorik und umfassende Steuerungsmöglichkeiten eine technisch sehr gut ausgestattete Basis für branchenspezifische, intelligente Mehrwertdienste (Smart Services) bilden, die im Rahmen des Technologiewettbewerbs „Smart Service Welt – Internetbasierte Dienste für die Wirtschaft“ untersucht werden sollen. Smart Services können sich dabei sowohl auf eine intelligentere Steuerung des Gebäudes selbst, als auch auf intelligente Services für die Nutzer eines Gebäudes beziehen.

Das Forschungsvorhaben „Guided Autonomous Locations (Guided AL)“ untersucht, welche technischen Voraussetzungen notwendig sind, um auf Basis bestehender und neuer Automatisierungslösungen gebäudeübergreifende, intelligente Dienste (Smart Services) erstellen und anbieten zu können. Neben der nötigen Plattforminfrastruktur für umfassendere Smart Service Lösungen wird auch Wert auf die leichte Realisierbarkeit kleinerer, thematisch fokussierter, intelligenter Anwendungen gelegt, die z.B. in Form von speziellen Apps auf der zu schaffenden Autonomous-Locations-Serviceplattform laufen sollen. Das Vorhaben untersucht und implementiert Ansätze für die Serviceplattform und realisiert basierend auf der Autonomous-Locations-Serviceplattform exemplarische Anwendungen aus den Umfeldern Wohnen, Arbeiten, Einkaufen und Gesundheit.

Die Umsetzung von neuen Smart Services wird bisher durch die nach wie vor äußerst heterogene Systemlandschaft im Umfeld der Gebäudeautomatisierung stark behindert, denn es existiert eine Vielzahl unterschiedlichster Feldbus- und Middleware-Systeme, die untereinander nicht, beziehungsweise (bzw.) nur bedingt kompatibel sind. Hinzu kommt, dass die verschiedenen Systeme in Bezug auf die bereit gestellten Daten und Funktionen sehr unterschiedliche Abstraktionsniveaus aufweisen, die eine sinnvolle Interpretation der Daten außerhalb der eigenen Systemwelt nahezu unmöglich machen. Ein weiterer Nachteil existierender Lösungen ist die Beschränkung der Datenerfassung und der Steuerungsfunktionalitäten auf ein einzelnes Gebäude. Für externe Anbieter von intelligenten Zusatzdiensten wäre es daher derzeit technisch und ökonomisch nur mit immensem Aufwand möglich, die eigenen Services an jede existierende Automatisierungslösung anzupassen. Diese Entwicklungskosten sind jedoch nicht die einzigen Fixkosten, da Programmierinterfaces der Wettbewerber ständig untersucht werden müssen, um die eigenen Services zu pflegen.

Alle denkbaren neuen Smart Services hängen von einheitlich definierten, herstellerneutralen und modular erweiterbarer und anpassbaren Schnittstellen ab. Die in Guided AL angestrebte, offene und auf etablierten Web-Standards beruhende Autonomous-Locations-Serviceplattform erforscht daher wie Daten und Funktionen aus existierenden Automationssystemen in eine systemunabhängige Service-Plattform übernommen und bedarfsweise auch gebäudeübergreifend für externe Dienste und andere technische Systeme bereitgestellt werden können. Neben den eigentlichen Daten soll die Autonomous-Locations-Plattform selbstverständlich auch Umfeld übergreifende Automatisierungsdienste anbieten, die die Umfelder Wohnen, Arbeiten und Einkaufen fließend vereinen. Weitere Komponenten sind ein Service-Repository sowie eine Ausführungsumgebung (Service-Engine) für Smart Services. Ziel ist es, die technischen Hürden auch für kleinere Dienstanbieter so niedrig wie möglich zu halten sowie den Aufbau komplexerer Smart Services zu erleichtern.

In Guided AL werden die technischen Voraussetzungen geschaffen und evaluiert, um einen neuen Markt für intelligente Mehrwertdienste im Bereich der Gebäudeautomatisierung aufzubauen. Externe Dienstanbieter können sich nach entsprechender Freigabe und Autorisierung aus der Autonomous-Locations-Serviceplattform die benötigten Daten und Grundfunktionen zusammenstellen und daraus neue, intelligente Services aufbauen, die z.B. als App angeboten, für die jeweiligen Kunden einen interessanten Mehrwert erzeugen. Die Projektpartner:

     

 

Gefördert von:


GUIDED-AB adressiert insbesondere die gemeinschaftliche Entwicklung von intelligenten autonomen Systemen in intelligenten Umgebungen, die über intelligente Netze miteinander (M2M) und mit den Nutzern interagieren.
Details
Forschungsgegenstand ist die Verbesserung von Energieeffizienz, Komfort, Sicherheit und Lebensqualität durch intelligente Gebäude- und Heimvernetzung mit einer Dual-Reality Dienst- und Assistenzplattform für autonome, vernetzte und ressourceneffiziente Wohngebäude (Smart Buildings) mit einem Höchstmaß an individueller Dienstleistungs- und Benutzerintegration.

Ressourceneffiziente, smarte Gebäude sind technologisch sehr komplexe Systeme und stellen hohe Anforderungen an die, in der Ausschreibung adressierte Heimvernetzung und Gebäudeautomation, an die innere und äußere Vernetzbarkeit der Steuerungskomponenten, an den Grad der individuellen Funktionsflexibilität, an die Bedienkonzepte und an die Konfigurationsmöglichkeiten. Es sind darüber hinaus intelligente, selbstlernende Systeme notwendig, die anhand der Nutzungsmuster, konkreten Nutzungsszenarien sowie den jeweiligen Umweltbedingungen entsprechende Konfigurations- und Steuerungsvorgänge an Heizungs-, Klimatisierungs- Beleuchtungs-, Überwachungs- und Multimediaanlagen autonom vornehmen und zugleich den Nutzern größere Einflussmöglichkeiten geben als heute. Gemäß den Lösungsansätzen hybrider Wertschöpfung erschließen sich dadurch vielfältige Wettbewerbsvorteile als auch Effizienz- und Wertschöpfungspotenziale.

Nur wenige der vorgenannten Aspekte, insbesondere zur Mensch-Technik Interaktion (MTI), werden von gegenwärtigen Systemen zur Gebäudeautomation ansatzweise umgesetzt. Mobile Smartphones und Tablet-PCs als Interaktionsmedium zu nutzen, führten bisher nur zu einer Verlagerung der klassischen Bedienoberfläche auf ein anderes Medium.

Leider bringt deren Bedienung dem Anwender in der Praxis nur wenige Vorteile. Es fehlt ein Gesamtkonzept, um die sich bietenden Vorteile einer autonom agierenden, umfassenden Gebäudeautomation voll nutzen zu können. Neben der Optimierung des Energieverbrauchs sind es Funktionen im Bereich „Ambient-Assisted Living“, die eine umfassende Vernetzung und Konfigurierbarkeit erfordern, ohne dass dabei ein Techniker in die Konfiguration eingreifen muss. So soll zum Beispiel der Anwender mit Hilfe des Assistenzsystems bei Eintritt eines Krankheits- oder Pflegefalls in der Familie per Knopfdruck die entsprechenden Ambient-Assisted-Living Dienste aktiveren können.

Mit Hilfe von Präsenz- und Geolokalisierungsfunktionen interagiert das Gebäude mit seinen Bewohnern über alle an das Assistenzsystem angeschlossen Geräte und konfiguriert diese automatisch entsprechend der Wünsche seiner Bewohner.

 

GUIDED AB Webseite

 

Die Projektpartner:

         

 

Gefördert von:


Ziel des Projektes INES ist es, ein Steuerungssystem zur bedarfs- und angebotsorientierten Verbrauchs- und Erzeugersteuerung in Smart Grids zu entwerfen, dass dem Energiekunden eine energieeffiziente Nutzung von elektrischer Energie mit Hilfe einer Weboberfläche und einer automatischen Steuerung komfortabel ermöglicht.…
Details
Dem Netzbetreiber soll das System die Steuerung des Netzzustandes erleichtern, indem Erzeugungs- und Lastkontingente der Energiekunden sinnvoll in Zeitintervallen zu- bzw. abgeschaltet werden können. Das System soll konventionelle Regelenergie einsparen und so die CO2-Emissionen reduzieren. Es soll nicht permanent verfügbare regenerative Energie durch geeignete Verbrauchersteuerung möglichst optimal nutzen.

Durch Abstimmung auf Komponenten zur Homeautomation und über die Integration vorhandener Geräte soll das System einen Beitrag zum Übergang auf intelligente Energienetze in Smart Grids unterstützen. Auf der Basis eines Energieinformationssystems soll ein Systemmodell entworfen werden, dass beim Energiekonsumenten/Produzenten (Energiekunden), z.B. Privathaushalten und KMU eine Schätzung des benötigten Bedarfs bzw. der möglichen Einspeisung von elektrischer Energie für ein bevorstehendes Zeitintervall abhängig von den Vorgaben des Anwenders abgibt.

Diese Prognose in Form von Kontingenten wird an das Managementsystem des Smart Grid weitergegeben, dass daraufhin eine Auslastungskalkulation durchführt und über Schaltaufträge an das Energieinformationssystem diese Verbrauchs- bzw. Einspeisekontingente zu einem passenden Zeitpunkt freigibt. Das Energieinformationssystem schaltet dann die entsprechenden Geräte netzlastabhängig und bedarfsorientiert ein.

 

Die Projektpartner:
     

 

Gefördert von:


Geschirr spülen oder Wäsche waschen, wenn der Strom am günstigsten ist? Stromerzeugende Heizungen im Privathaus als Einspeiser ins Stromnetz? Ein "Internet-Marktplatz der Energie", der mit Hilfe intelligenter Technik unser Elektrizitätssystem kontrolliert, steuert und regelt? E-DeMa entwickelt Lösungen, damit diese Ideen zur Realität werden.…
Details
Von November 2008 bis März 2013 entwickelte und testete das Forschungsprojekt E-DeMa Lösungen, damit Bürger ihren Stromverbrauch sinnvoll gestalten und auch als Anbieter aktiv an einem lokalen Strommarkt teilnehmen können.

Wäsche waschen und Geschirr spülen, wenn das Stromangebot hoch und der Strompreis niedrig ist, mit modernsten Heizungen selbst Strom ins Netz einspeisen, wenn der Strompreis hoch ist. All diese Situationen simulierte E-DeMa. Rund 700 Teilnehmer beteiligten sich in den Modellregionen Mülheim an der Ruhr und Krefeld an einem der größten Feldtests für die praktische Energiewende in Privathaushalten. Dafür wurde in allen beteiligten Haushalten ein intelligenter Stromzähler mit einem Kommunikationsmodul und einer Schnittstelle zum heimischen PC installiert. Über das Internet erhielten sie die Informationen, wann es am günstigsten ist, Strom zu verbrauchen. Dies ist häufig nachts der Fall, aber auch wenn viel regenerative Energie im Netz ist.

Rund hundert Haushalten wurden außerdem intelligente Waschmaschinen, Trockner oder Spülmaschinen zur Verfügung gestellt, die automatisch ihre Betriebszeit nach den günstigsten Strompreisen richteten. Teilnehmer, die eine μKWK-Anlage haben, konnten außerdem ihren selbst erzeugten Strom anbieten und ins Netz einspeisen. Die Verbraucher wurden so zu aktiven Marktteilnehmern.

 

Die Projektpartner:
             

 

Gefördert von:


Ziel des Projektes EENEAS ist es, ein Assistenzsystem für den Energieendverbraucher zu entwerfen, welches dem Kunden die Möglichkeiten bietet seine persönlichen Lastprofile zu visualisieren und somit seinen Energieverbrauch transparent darzustellen.
Details
Über die Einstellung von zeitlichen Vorgabewerten für spezielle steuerbare Endgeräte soll das kundenspezifische Lastprofil im Sinne einer Kostenoptimierung verändert werden können. Dabei werden die Eigenschaften der Hausgeräte und Kleinerzeuger berücksichtigt.

Das Benutzerinterface wird mobil über eine Smartphone- basierte Lösung und stationär über einen Laptop/PC mit Anzeige, Steuerungs- und Administrationsfunktionen aufgebaut.

Für das Energieversorgungsunternehmen kann auf dieser Parameterbasis z.B. ein Lastverhalten abgeschätzt, oder über zeitlich gestaffelte Tarife eine Regelgröße vorgegeben werden. Im Rahmen des Forschungsprojektes EENEAS werden gemeinsam mit den Partnern DEW21, der Heinz Lackmann GmbH & CO. KG, der FH Südwestfalen, dem Forschungsschwerpunkt Mobile Business - Mobile Systems und dem Institut für Kommunikationstechnik an der FH Dortmund wirtschaftliche und technische Beiträge geleistet. Es werden insbesondere Lösungen mit verfügbaren Komponenten und Protokollen für Strom-, Gas- und Wasserzähler und zu entwickelnden Hard- und Softwarekomponenten zum Einsatz kommen, um entsprechende Mehrwertdienste für den Energieversorger und den Energiekunden zu realisieren.

 

Die Projektpartner:
   

 

Gefördert von:


Ziel dieses Projektes e-energy@home ist der Entwurf eines Systems zur dynamischen angebotsorientierten Steuerung des Energieverbrauchs in abgegrenzten Versorgungsgebieten zur Primärenergieeinsparung und Reduktion von Schadstoffemissionen.
Details
Dabei werden das verfügbare Energieangebot und der individuelle Energiebedarf von Privathaushalten und KMU in definierten Zeitintervallen berücksichtigt. Hierdurch soll eine gleichmäßige zeitliche Lastverteilung erreicht werden.

Im Rahmen dieses Projektes werden gemeinsam mit den nebenstehenden Partnern technische Beiträge für den An- schlussbereich des Endkunden im Energieversorgungsnetz geleistet. Es werden insbesondere Lösungen mit verfügbaren Komponenten für Feldbussysteme und deren Protokollen sowie im Rahmen des Projektes zu erstellender Steuerrechner und Software erarbeitet. Weiterhin wird untersucht, welche Erweiterungen über den derzeit bekannten Stand der Technik hinaus erforderlich sind, um Optimierungen im betrachteten Teilsystem zu ermöglichen.

 

Die Projektpartner:

     

 

Gefördert von: