Die Powertage haben sich in den letzten Jahren zu einem führenden Branchentreffpunkt der Schweizer Stromwirtschaft entwickelt. Dieses Jahr war auch die FHNW als Aussteller an der Messe mit dabei. Eine interdisziplinäre Forschungsgruppe der FHNW präsentierte das neu entwickelte Energiemanagementsystem: Der hauseigene Energiemanager minimiert die Gesamtkosten für den Energiebezug aus dem öffentlichen Netz und maximiert den Erlös für die Rückspeisung eigens produzierter Energie.

Die aktuellen Herausforderungen der Energiebranche sind vielseitig. Einerseits gilt es nach der Annahme des revidierten Energiegesetzes dieses nun umzusetzen. Andererseits ermöglichen neue Technologien der Digitalisierung neue Produkte und Anwendungen auf allen Ebenen der Energieverteilung. «Smart Grid» und «Big Data» verschmelzen dabei zu einer Einheit.

Die FHNW hat längst erkannt, dass in diesem Umfeld nur eine interdisziplinäre Herangehensweise zum Erfolg führen kann. Dafür ist sie bestens aufgestellt. An der Messe „Powertage“, welche dieses Jahr vom 5. bis 7. Juni 2018 in Zürich stattfand, setzte sich das Ausstellungsteam der FHNW gleich aus vier verschiedenen Hochschulen zusammen: Wirtschaft (HSW, Institut für Wirtschaftsinformatik), Technik (HT, Fachgruppe für elektrische Energietechnik), Architektur, Bau und Geomatik (HABG, Institut Energie am Bau) und Angewandte Psychologie (APS, Institut Mensch in komplexen Systemen). Die Zusammenarbeit zwischen diesen verschiedenen Fachdisziplinen hat sich über die letzten Jahre in verschiedenen Projekten als sehr fruchtbar herausgestellt. Neben Postern, die die interdisziplinäre Zusammenarbeit durch konkrete Projekte aufzeigten, wurde das Konzept eines intelligenten Energiemanagement-Systems für Haushalte und KMUs ausgestellt.

Das Energiemanagementsystem optimiert innerhalb eines Versorgungsgebiets den Einsatz von elektrischen Geräten vollautomatisch für jede Wohneinheit. Dies ist möglich, da viele Geräte wie etwa eine Wärmepumpe, ein Warmwasserboiler, eine Ladestation eines Elektrofahrzeugs oder ein Batteriespeicher innerhalb von gegebenen Komfortgrenzen zeitlich und/oder leistungsmässig flexibel betrieben werden können. Diese Freiheitsgrade nutzt das System, um die Gesamtkosten für den Energiebezug aus dem öffentlichen Netz zu minimieren respektive den Erlös für die Rückspeisung eigens produzierter Energie zu maximieren: So wird möglichst dann Strom vom Netz bezogen, wenn die Kosten dafür tief sind. Rückspeisung ins Netz erfolgt bevorzugt zu solchen Zeiten, wenn eine hohe Vergütung dafür erfolgt (dies würde einem zukünftigen Szenario für Stromtarife entsprechen). Der Ansatz garantiert jederzeit eine faire Gewichtung der Interessen von Stromlieferant, Netzbetreiber und Endkunde. Die Autonomie des Stromkunden über seine Geräte bleibt gewahrt und es müssen keinerlei sensitive Daten preisgegeben werden. Die wichtigste Komponente in diesem Zusammenspiel, der hauseigene Energiemanager, basiert auf kostengünstiger Raspberry Pi Mini-PC Hardware und lässt sich einfach in einem Elektroschaltschrank unterbringen. Er wurde in der Ausstellung aufgebaut und konnte von den Besuchern hands-on getestet werden. Die Funktionalität der dazugehörigen grafischen Benutzerschnittstelle ist das Produkt einer aktuellen Bachelorarbeit zweier Studierender des Studiengangs Elektro- und Informationstechnik (EIT). Die Web-Schnittstelle wurde speziell zum Zweck der Powertage ergänzt und fertiggestellt. Der Einsatz hat sich gelohnt: Das Ausstellungsstück hat zu angeregten Gesprächen mit zahlreichen Messebesuchern geführt.

Der ausgestellte Low-Cost Energiemanager (blaue Box), graphische Benutzerober-fläche auf dem Monitor sowie eine Publikation der HT und HSW zu ihrem Ener-giemanagement-Algorithmus.

Abb. 1: Der ausgestellte Low-Cost Energiemanager (blaue Box), graphische Benutzeroberfläche auf dem Monitor sowie eine Publikation der HT und HSW zu ihrem Energiemanagement-Algorithmus.

Präsentiert wurde ebenfalls der Virtual-Prototyping-Demonstrator (virtuelle 3D-Umgebung mit VR-Brille) des oben beschriebenen Energiemanagementsystems. Der Zweck dieser Testumgebung ist es die Interaktion des Nutzers mit dem Energiemanagementsystem im virtuellen Raum zu testen und zu optimieren. Zum Beispiel wird der Nutzer über die graphische Benutzeroberfläche (entwickelt von der HABG) informiert, wann es für ihn am günstigsten ist, in das Netz einzuspeisen oder wann er am günstigsten Strom verbrauchen kann. Ob der Nutzer diese dargestellten Informationen auch versteht und die Bedienung für ihn einfach ist, kann mit dem VR-System der Hochschule für Angewandte Psychologie untersucht werden.

Der Nutzen unserer Teilnahme an den diesjährigen Powertagen aus eigener Perspektive war mehrfach: Zum einen konnten unsere hauseigenen Entwicklungen und Konzepte dem Fachpublikum präsentiert werden. Zum anderen wurde von einem umfassenden Überblick über technische Trends, Technologien und Produkte von über 160 Austellern in verschiedenen Bereichen der Stromwirtschaft profitiert. Schliesslich konnten die Powertage zum Networking genutzt werden, um zukünftige Kooperationen mit der Schweizer Stromwirtschaft in Forschung und Lehre anzubahnen.

Einige Mitglieder des FHNW-Ausstellerteams an ihrem Stand.

Abb. 2: Einige Mitglieder des FHNW-Ausstellerteams an ihrem Stand.