schwerpunkte

Energie 4.0 – Monitoring & Control


Die Digitalisierung in der Industrie schreitet voran – die Datenmenge aus Produktionssteuerung & -planung, Prozessüberwachung, Energiezählern und zahlreichen weiteren Sensoren wächst seit Beginn des Computerzeitalters exponentiell. Energiedaten stellen dabei eine wesentliche Grundlage zur Identifizierung und Bewertung von Effizienzpotenzialen dar. Zusätzlich können durch steuerungstechnische Maßnahmen erhebliche Potenziale zur Erhöhung der Energieeffizienz sowie Energieflexibilität gehoben werden. Im Forschungsschwerpunkt „Energie 4.0“ werden von der effizienten Datenerfassung, -verarbeitung bis hin zur Auswertung und Optimierung von energetischen Systemen innovative Lösungen entwickelt. Der Schwerpunkt unserer Forschung liegt auf der Beantwortung folgender Fragen mit hoher Relevanz für die Industrie:


 1. Datenerfassung

  • Welche Messgrößen müssen in Abhängigkeit der zuvor definierten Zielsetzungen im Energiemanagement aufgenommen werden (Messstellenkonzepte für Energie- und Betriebsdaten)?
  • Wie können durch low-cost Sensorik, mobile Messkonzepte, Simulationen oder „smarte“ Disaggregationsalgorithmen die Investitionskosten für Messtechnik reduziert werden
  • Durch welche IKT-Systeme können große Daten in Echtzeit und hoher Auflösung erfasst und verdichtet werden?

2. Prognose

  • Wie kann der Energie- und Lastgang als Grundlage für eine Spitzenlastglättung, einen optimierten Energieeinkauf und Demand-Response zuverlässig kurz- bis langfristig prognostiziert werden?
  • Welche Systemgrenzen, Einflussfaktoren und Prognosemodelle sind relevant?
  • Wie können durch Machine Learning Verfahren die Modelle verbessert und kontinuierlich nachgeführt werden (Reinforcement Learning)?

3. Bewertung

  • Wie können je nach Zielsetzung (z.B. Benchmarking, Tracking von Einsparungen, u.v.w.) Kennzahlensysteme zur Energieeffizienz / Energieflexibilität systematisch aufgestellt werden?
  • Wie können verkettete energetische Systeme, schwankende Einflussfaktoren sowie Energiemärkte und unterschiedliche Nutzengrößen in den Kennzahlen berücksichtigt werden, sodass die Vergleichbarkeit gewährleistet wird?
  • Wie können die erfassten Energiedaten einen Zusatznutzen stiften, indem beispielsweise durch „intelligente“ Algorithmen auf den Anlagen- und Bauteilzustand geschlossen werden kann? (Condition & Process Monitoring)

4. Optimierung

  • Wie können Anlagenfahrpläne vorausschauend optimiert werden? (prädiktive Betriebsstrategien)
  • Wie können die Energiekosten in der Produktionsplanung und -steuerung berücksichtigt und durch vorausschauende Anpassungen reduziert werden?
  • Wie können steuerungstechnische Maßnahmen für eine Spitzenlastglättung und Demand-Response Funktionalitäten umgesetzt und in das Betriebskonzept eingebunden werden?

 forschungsschwerpunkt energie4.0

Der Forschungsschwerpunkt im Überblick

  • Effiziente, sensorreduzierte Energiemessstellenkonzepte

  • Energiekennzahlen-, Analysesysteme & Prognosen

  • Condition und Process Monitoring mittels Energiedaten

  • Spitzenlastmanagement und Power Quality Regelung

  • Energieeffiziente und energieflexible Energieflusssteuerung & Produktionsplanung

 

 

Niklas Panten, M. Sc.
Niklas Panten, M. Sc.
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