Erforschung von IKT-Abhängigkeiten in Quartiersversorgungssystemen

Das Teilprojekt Erforschung von IKT-Abhängigkeiten in Quartiersversorgungssystemen untersucht kritische Wechselwirkungen und Konflikte, Herausforderungen und Risiken zwischen IKT- und Versorgungsinfrastruktur in digitalisierten Energiesystemen. Hierbei geht es um das Zusammenspiel der Technologien mit unterschiedlichen Akteuren des Energiesystems innerhalb eines Quartiers (private, gewerbliche oder öffentliche Gebäude eines Stadtteils, die sich zur klimafreundlichen, innovativen und effizienten Energieversorgung zusammenschließen und vernetzen). Die Technologien erfassen, verarbeiten und archivieren Daten, die von dezentralen Erzeugern, Netzbetreibern und Verbraucherinnen bzw. Verbrauchern generiert werden. Elektronische Mess-, Steuer- und Regelungssysteme werden erforderlich, um regenerative Energien in das Versorgungsnetz einzuspeisen und zu verteilen. Dabei werden intelligente Messsysteme eingesetzt, die unter anderem Energieflüsse je nach Auslastung der Akteure exakt erfassen und abrechnen. Für den Einsatz dieser Systeme ist es entscheidend, technische Rahmenbedingungen und Mindeststandards festzulegen, um die Qualität der Energieversorgung zu gewährleisten. Außerdem gilt es herauszufinden, welchen Einfluss die Systeme auf die Effizienz und Stabilität dezentraler Quartiersversorgungskonzepte haben. In diesem Zusammenhang untersuchen die Forschenden insbesondere Szenarien, in denen die IKT-Systeme vorübergehend eingeschränkt verfügbar sind – entweder aufgrund hoher Auslastung, technischer Ausfälle oder systematischer Angriffe. Unter anderem wird das Konzept der Cyber-Resilienz relevant. Damit ist die Fähigkeit eines Systems gemeint, auf Ausfälle des IKT Systems reagieren und die Auswirkungen ausgleichen zu können. Hier müssen Mechanismen entwickelt werden, die auf Störungen im laufenden Betrieb reagieren und die Energieversorgung aufrechterhalten. Neben diesem Sicherheitsaspekt beschäftigen sich die Forschenden auch mit der Einhaltung der Datenschutzgrundverordnung in Bezug auf personenbezogene Daten.

Ein weiteres Thema der Forschung ist die Wirtschaftlichkeit eines digitalisierten Energiesystems. Denn die Versorgung mit Strom und Wärme muss nicht nur zuverlässig und klimaverträglich, sondern auch effizient und bezahlbar sein. Außerdem spielt die Akzeptanz und die Nutzungsbereitschaft der Gesellschaft eine wichtige Rolle. Nur wenn diese Faktoren gegeben sind, kann die Digitalisierung im Energiesystem erfolgreich sein.

Die Forschenden führen ihre Untersuchungen in spezialisierten Reallaboren und Experimentierumgebungen unter realitätsnahen Bedingungen durch, um den Transfer der Erkenntnisse und der entwickelten Modelle in die Praxis vorzubereiten und zu ermöglichen. Das konkrete Anwendungsszenario bezieht sich auf die digitale Energieversorgung in Quartieren.

Folgende Wissenschaftler*innen waren innitativ beteiligt an dem Projekt „Erforschung von IKT-Abhängigkeiten in Quartiersversorgungssystemen“:

• Prof. Dr. Carsten Agert, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Vernetzte Energiesysteme
• Prof. Dr. Michael H. Breitner, Leibniz Universität Hannover, Institut für Wirtschaftsinformatik
• Prof. Dr.-Ing. Bernd Engel, Technische Universität Braunschweig, elenia Institut für Hochspannungstechnik und Energiesysteme
• Prof. Dr.-Ing. Lars Kühl, Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften, Institut für Energieoptimierte Systeme
• Prof. Dr. Sebastian Lehnhoff, OFFIS- Institut für Informatik, FuE- Bereich Energie
• Prof. Dr.-Ing. Astrid Nieße, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, Department für Informatik, Abteilung Digitalisierte Energiesysteme
• Prof. Dr.-Ing. Johannes Rolink, Hochschule Emden/Leer, Fachbereich Technik - Abteilung Elektotechnik und Informatik