11.07.2023
Im Zuge der Energiewende müssen viele Bereiche digitalisiert werden, um eine zuverlässige und zukunftsfähige Versorgung mit erneuerbaren Energien zu gewährleisten. Dazu gehört insbesondere die Erzeugung, Einspeisung, Nutzung und Verwertung dezentral erzeugter Energie durch private Haushalte. Aber auch die Energiesystemforschung sollte digitalisiert werden, um Forschungs- und Entwicklungsinteressen im Energiesektor zu bündeln und Forschungstätigkeiten transparent zu machen. Hierfür entwickeln die Wissenschaftler*innen des Zukunftslabors Energie eine digitale Plattform, die die Ergebnisse der Forschung nachhaltig sichert und einen Dialog mit der Gesellschaft ermöglicht. Bisher hatten die Wissenschaftler*innen fünf Elemente konzipiert: Kompetenz (zur Darstellung fachlicher Expertise), Methoden (Best Practices erfolgreicher Methoden und Modelle), Repository (digitales Archiv nutzbarer Simulations- und Datenmodelle), Simulation (Veranschaulichung und Analyse digitalisierter Energiesysteme) und Transparenz (Veröffentlichung von Forschungsergebnissen).
Während wir diese fünf Elemente näher ausarbeiteten, stellten wir fest, dass wir noch ein weiteres Element für die Plattform benötigen. Dieses sechste Element enthält Funktionen, die von allen anderen benötigt werden. Wir nennen es ‚Core‘ – den Kern der Plattform. Es stellt grundlegende Funktionen bereit, die nicht spezifisch für den Energiebereich sind. Dazu zählen vor allem die technische Infrastruktur und die Arbeitsabläufe für die Weiterentwicklung. Auch allgemeine Seiten (z. B. ‚Über uns‘, ‚Datenschutz‘) sind Teil von ‚Core‘. Sie informieren über die Geschichte, die beteiligten Institutionen und über die Datenschutzbestimmungen der Plattform.
Zudem gewährleistet eine Benutzerverwaltung die Authentifizierung, Anmeldung und Registrierung von Benutzerkonten sowie die Verknüpfung mit Konten auf anderen Plattformen. Darüber hinaus ermöglicht eine Suchfunktion das Auffinden einzelner Bestandteile über die gesamte Plattform hinweg. Ein PID-Dienst (Persistent Identifyer) verknüpft die wichtigsten Dienste miteinander – selbst wenn die dahinterliegenden Dokumente verschoben werden, bleibt die Verknüpfung dauerhaft bestehen, sodass sie immer funktioniert (z. B. kann eine Forschungseinrichtung in „Kompetenz“ als verantwortliche Einrichtung in der Datenbeschreibung in „Repository“ verwendet werden). Ein weiterer Bestandteil von „Core“ ist der Ontologiedienst, der die Interoperabilität und Suchfunktionen der Plattform verbessert, indem Artefakte (Ergebnisse eines Prozesses wie Modelle, Daten, Software, Frameworks) aus „Transparenz“ und „Kompetenz“ mit denselben Wörtern beschrieben werden.
Darüber hinaus konkretisierten die Wissenschaftler*innen die fünf weiteren Elemente hinsichtlich ihrer Funktionen und Verknüpfungen untereinander. Beispielhaft wird das Element „Kompetenz“ näher beschrieben, um einen Einblick in die Detailtiefe der Konkretisierung zu geben. Die zentrale Funktion von „Kompetenz“ ist das Kompetenzprofil, das Informationen über registrierte Einrichtungen (z. B. eine Arbeitsgruppe an einem Forschungsinstitut) bereitstellt. Dazu zählen allgemeine Informationen zur Einrichtung, eine Kontaktperson, Forschungsschwerpunkte und -projekte, aktuelle Publikationen sowie Mitgliedschaften in Forschungsnetzwerken. Das Element „Kompetenz“ ist mit „Core“ und allen weiteren Plattformelementen verknüpft: „Kompetenz“ nutzt den PID-Dienst von „Core“ und die Suchfunktion der Plattform, um Kompetenzen über alle Schlüsseldienste der Plattform hinweg auffindbar zu machen. Von Nutzern erstellte oder verwendete Methoden (aus dem Element „Methoden“) und Daten oder Modelle (beides aus dem „Repository“) werden in den Profilinformationen dargestellt und es werden Verlinkungen gesetzt. Erstellte oder verwendete Szenarien aus der „Simulation“ sind ebenfalls in den Profilinformationen von „Kompetenz“ enthalten. Auch Aktivitäten im öffentlichen Forum von „Transparenz“ werden angezeigt.
Neben den Funktionen konkretisierten die Wissenschaftler*innen auch die Handhabung der Elemente. Beim Element „Kompetenz“ können Nutzer*innen z. B. ihr Profil selbst anlegen, indem sie einen Fragebogen über ihre Fähigkeiten und Kenntnisse beantworten. Die Wissenschaftler*innen legten auch fest, dass sich die Literaturreferenz der Nutzer*innen automatisch aktualisiert, sobald diese Publikationen hochladen. Darüber hinaus werden Nutzerprofile als inaktiv gekennzeichnet, wenn sie nicht aktualisiert werden, bzw. wenn sich für eine gewisse Zeit niemand darüber einloggt. Gemeinsame Kompetenzen und Forschungsschwerpunkte können zu Forschungsclustern zusammengeführt werden, um Wissenschaftler*innen verschiedener Einrichtungen zusammenzuführen. Alle registrierten Profile werden auf einer interaktiven Karte – im Stil des ZDIN-Partnernetzwerkes – übersichtlich angezeigt.
Die Wissenschaftler*innen prüften das Konzept der Plattform in drei Anwendungsfällen aus unterschiedlichen Sichtweisen. Zum einen versetzten sie sich in die Situation einzelner Wissenschaftler*innen: Sie finden über „Kompetenz“ geeignete Forschungs- bzw. Praxispartner, erhalten einen Überblick über erfolgreiche Forschungsmethoden mithilfe der „Methoden“ und können bestehende Simulations- und Datenmodelle im „Repository“ nutzen, um Artefakte zu erstellen. Zudem finden Wissenschaftler*innen in „Methoden“ hilfreiche Ansätze zur Bewertung der Artefakte und können mit „Simulation“ die ausgewählten Modelle verarbeiten. Die Ergebnisse der Forschung kommunizieren sie über „Transparenz“.
Zum anderen nahmen die Wissenschaftler*innen die Perspektive eines Unternehmens ein, das sich an einem Forschungsprojekt beteiligt. Das Unternehmen findet in „Transparenz“ Informationen zu ähnlichen Forschungsprojekten und kann sich in „Kompetenz“ über Wissenschaftler*innen mit geeigneter Expertise informieren. Über die Forschungslandkarte oder die Forschungscluster kann das Unternehmen Projektpartner finden. Die Beteiligten können die „Simulation“ nutzen, um verschiedene Simulationsmodelle und Daten aus dem „Repository“ zu verbinden. Das Unternehmen kann eigene Daten dazusteuern.
Die Plattform kann auch im Rahmen von Universitätskursen genutzt werden. Das ist der dritte Anwendungsfall, mit dem wir das Plattformkonzept testeten. In ‚Transparenz‘ werden Kurzzusammenfassungen von Veröffentlichungen, Lehrmaterialien und Projekten bereitgestellt. ‚Simulation‘ und ‚Repository‘ bieten einen einfachen Einstieg in die Simulation von Energiesystemen, was zu einem besseren Verständnis der Student*innen beiträgt.
Darüber hinaus setzten die Wissenschaftler*innen die technische Infrastruktur eines Prototyps der Plattform auf und entwickelten eine Landingpage, über die Nutzer*innen die Plattform erreichen können. Sie begannen außerdem damit, die einzelnen Elemente technisch umzusetzen. Im kommenden Jahr werden die Wissenschaftler*innen die sechs Plattformelemente technisch weiterentwickeln und in den Prototypen der Plattform integrieren.
Zu diesem Thema sind folgende wissenschaftliche Veröffentlichungen erschienen:
