Energy

Projects

KarAMeL³

The Karlsruhe Applied Machine Learning Living Lab (short for KarAMeL³) transfers knowledge in the current research field of machine learning and its practical use. In the context of final theses, study-accompanying internships, regular workshops, and in non-university competitions, students can gain practical knowledge in the field of machine learning in various application fields. In addition, hands-on workshops for the qualification of future specialists in the current fields of machine learning, such as deep learning, are carried out.

Contact: Dipl.-Inform. Michael Weber

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KarAMeL³

The Karlsruhe Applied Machine Learning Living Lab (short for KarAMeL³) transfers knowledge in the current research field of machine learning and its practical use. In the context of final theses, study-accompanying internships, regular workshops, and in non-university competitions, students can gain practical knowledge in the field of machine learning in various application fields. In addition, hands-on workshops for the qualification of future specialists in the current fields of machine learning, such as deep learning, are carried out.

Contact: Dipl.-Inform. Michael Weber

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AUTOPLES - Automated Parking and Loading of Electric Vehicle Systems

In the joint project "AUTOPLES - Automated Parking and Loading of Electric Vehicle Systems" of the Cluster "Electric Mobility South-West", automated parking and loading systems are developed, by which electric vehicles can use standing times efficiently and thus improve the user comfort.

The project is funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) with EUR 2.3 million.

Contact: Marc Zofka

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AUTOPLES - Automated Parking and Loading of Electric Vehicle Systems

In the joint project "AUTOPLES - Automated Parking and Loading of Electric Vehicle Systems" of the Cluster "Electric Mobility South-West", automated parking and loading systems are developed, by which electric vehicles can use standing times efficiently and thus improve the user comfort.

The project is funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) with EUR 2.3 million.

Contact: Marc Zofka

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C/sells

The energy transition leads to the greater use of renewable energies and decentrality. The resulting greater diversity, the full participation and the higher complexity with shorter reaction times require a profound reconstruction of the infrastructure, in order to distribute and store energy. To focus is set on the interdisciplinary, intelligent networking of technical elements as well as business processes and market mechanisms. The FZI participates in C/sells by designing new market models and by transforming real estate into self-organising cells.

Contact: Julian Huber

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C/sells

The energy transition leads to the greater use of renewable energies and decentrality. The resulting greater diversity, the full participation and the higher complexity with shorter reaction times require a profound reconstruction of the infrastructure, in order to distribute and store energy. To focus is set on the interdisciplinary, intelligent networking of technical elements as well as business processes and market mechanisms. The FZI participates in C/sells by designing new market models and by transforming real estate into self-organising cells.

Contact: Julian Huber

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DSM Plattform BW

Demand side management means that electricity consumers adjust their energy demand to external signals on short-notice. However, this is currently limited to a few large industrial consumers. The DSM platform BW removes obstacles for the exploration of new potentials through two components: On the one hand, it provides a tool for the easy identification of flexibility potentials. On the other hand, the captured DSM potentials are transferred in real time to the web service of the DSM platform BW and presented there accurately broken down.

Contact: Julian Huber

DSM Plattform BW

Demand side management means that electricity consumers adjust their energy demand to external signals on short-notice. However, this is currently limited to a few large industrial consumers. The DSM platform BW removes obstacles for the exploration of new potentials through two components: On the one hand, it provides a tool for the easy identification of flexibility potentials. On the other hand, the captured DSM potentials are transferred in real time to the web service of the DSM platform BW and presented there accurately broken down.

Contact: Julian Huber

EFA 2014 – Energy-efficient Driving 2014 Phase II

The aim of the joint project "Energy-efficient Driving 2014 Phase 2" – EFA 2014/2 – is to increase the range of electric vehicles through intelligent, forward-looking energy management by 15 percent in the next two years. The project is funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) in the framework of the German National Platform for Electric Mobility (NPE) of the Federal Government with around ten million euros.

Contact: Marc Zofka

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EFA 2014 – Energy-efficient Driving 2014 Phase II

The aim of the joint project "Energy-efficient Driving 2014 Phase 2" – EFA 2014/2 – is to increase the range of electric vehicles through intelligent, forward-looking energy management by 15 percent in the next two years. The project is funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF) in the framework of the German National Platform for Electric Mobility (NPE) of the Federal Government with around ten million euros.

Contact: Marc Zofka

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GreenNavigation

Das durch das BMBF geförderte Projekt Green Navigation verfolgt im Sinne der Sicherung individueller Mobilität das Ziel der Reichweitenoptimierung durch geeignete Strategien im Fahrzeug sowie zwischen Fahrzeug und Infrastruktur, um für den Nutzer personalisierte und effiziente Mobilitätslösungen bereitzustellen, die einer energie- und ressourceneffizienten Mobilität unter Berücksichtigung neuartiger Fahrzeug- und Fahrzeugnutzungskonzepte gerecht werden.

Contact: Marc Zofka

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grid-control

Das Projekt grid-control realisiert und erprobt das Netzampelkonzept in einem Verteilnetz. Hierbei stellt ein vom FZI entwickeltes Gebäudeenergiemanagementsystem die Lastflexibilität von Prosumenten, d.h. Verbraucher/Konsumenten mit lokalen Erzeugungsanlagen, an einen Markt und den Netzbetreiber zur Verfügung.

Contact: Dr.-Ing. Birger Becker

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HoLL-Therm

Bedingt durch die Energiewende wird es in Zukunft notwendig sein, den Stromverbrauch dynamisch an das Stromangebot anzupassen. Gebäude verbrauchen weltweit ca. ein Drittel der generierten Elektrizität und bieten somit ein hohes Potenzial für eine solche Dynamisierung des Verbrauchs. In diesem Kontext werden im FZI-Projekt HoLL-Therm Möglichkeiten untersucht, die in Gebäuden speichbare Wärme für eine Flexibilisierung des Gebäudestromverbrauchs nutzbar zu machen.

Contact: Dr.-Ing. Fabian Rigoll

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Integrierte Mobilitäts- und Energieinfrastrukturen (IMEI)

Ziel des Projektes Integrierte Mobilitäts- und Energieinfrastrukturen (IMEI) ist der Vergleich von zwei typischen Anwendungsfällen zur lokalen Netzintegration von E-Fahrzeugen. Zum einen erfolgt die Analyse von dezentral gesteuerten Ladevorgängen im Kontext von Haushalts- und Gewerbekunden. Zum anderen werden zentral gesteuerte Ladevorgänge einer E-Fahrzeugflotte untersucht. Die Analysen berücksichtigen neben der jeweils lokal vorhandenen Lastflexibilität auch Aspekte der Eigenerzeugung insbesondere aus erneuerbaren Energieträgern und Energiespeicherung. Zudem werden Dienste für die aktive Kundenintegration in die verschiedenen Lade- und Lastmanagementverfahren konzipiert und evaluiert.

Contact: Dr.-Ing. Nico Rödder

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KEHL – Kontrollierte-Energie-Haushalts-Lösungen

Die Softwarelösung KEHL ermöglicht deutliche Energieeinsparungen auf Grundlage nutzungsabhängiger,  wissensunterstützter Ansteuerungen von Gebäudeautomationssystemen. Mit der Software können unterschiedliche technische Gebäudeausstattungen erfasst und deren Energieverbrauch durch wissensunterstützte Konfiguration und Modellierung abgebildet werden.
Darauf aufbauend wurden Methoden zur Identifizierung ineffizientes Energieeinsatzes, Visualisierung und Bereitstellung der Ansteuerungsmechanismen zu deren Behebung entwickelt. KEHL stützt sich auf eine wissensbasierte Analysemethodik, durch die Stromkunden einen genauen Überblick über den durch ihr spezifisches Verhalten verursachten Energieverbrauch bekommen.

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Living Lab Walldorf: Simulation und Feldtest der Transformation des Strommarktes unter veränderten Tarif-, Bilanzierungs- und Regulationssystemen (LiLa Walldorf)

Das Projekt LiLa Walldorf zielt darauf ab, die Optimierung der Energieflüsse innerhalb von großen Verbünden aus flexiblen elektrischen Anlagen eng auf eine zukunftweisende, systemdienliche Regulatorik auszurichten, die selbst Forschungsgegenstand und damit Teil des Gestaltungsspielraums ist. Sowohl die intelligente Einbindung und Steuerung der heterogenen Energieanlagen als auch neue regulatorische Ansätze werden simulativ sowie praktisch im Rahmen eines großangelegten Feldtests untersucht.

Gefördert wird das Projekt mit rund 1 Mio. Euro vom Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg über eine Laufzeit von 3 Jahren.

Contact: Dipl.-Wirt.-Ing. Sebastian Steuer

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Moblity2Grid

Der vom BMBF geförderte Forschungscampus „Moblity2Grid“ erforscht den Zusammenschluss der zwei Systemwelten Energie und Mobilität. Das FZI koordiniert das Themenfeld „Digitale Räume“ und widmet sich hierbei vor allem den Fragestellungen der partizipativen Softwareentwicklung in heterogenen Anwendungsfeldern, um das Informations- und Kommunikationsbedürfnis eines jeden Akteurs zu realisieren. Als geplantes Ergebnis steht zunächst der Entwurf einer nachhaltigen und übertragbaren Architektur einer M2G-Plattform, inklusive Governance-Struktur und Nutzermanagementkonzepten, im Vordergrund.

Contact: Dr. Olga Levina

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Emergency Detection – Integration of AAL-Technologies to detect emergencies at home

The aim of the project is to introduce ambient assisted living technologies from the area of safety and emergency recognition into real environments involving representatives of the entire value chain.

Contact: Christoph Zimmermann

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OCTIKT

Im Projekt OCTIKT wird ein generisches Framework und Vorgehensmodell zur Erfassung, Verbesserung und Sicherung von Resilienz in dynamischen, dezentralen Systemen entwickelt. Die Entwicklungen werden in einem konkreten Anwendungsfall, einem Stromverteilnetz, exemplarisch umgesetzt und evaluiert. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderprogramms „IKT 2020 — Forschung für Innovationen“ gefördert.

Contact: Fabian Kern

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Projektübergreifende Forschung im Schaufenster Elektromobilität LivingLab BWe mobil

Geschäftsmodelle und IKT-basierte Dienstleistungen für Elektromobilität

Das FZI leitet eines der vier Projekte zur Projektübergreifenden Forschung zum Schaufensterprojekt LivingLab BWe mobil. Im Rahmen dieses Projektes sollen zusammen mit dem Fraunhofer IAO neue Geschäftsmodelle für die Einführung und den nachhaltigen Einsatz der Elektromobilität analysiert und im Kontext des Schaufensters bewertet werden. Zudem liegt der Fokus auf der Analyse des Potenzials von  IKT-Diensten zur Netzintegration der Elektrofahrzeuge. Hierbei soll das Lastverschiebepotenzial in anwendungsnahen Szenarien quantifiziert und IKT Dienste für Endanwender konzipiert werden, die eine Nutzung der Flexibilität in der Anwendung ermöglichen. 

Contact: Dr.-Ing. Nico Rödder

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RESCAR 2.0

Ziel von RESCAR 2.0 ist es, den gesamten Entwicklungsprozess elektrischer und elektronischer Komponenten von Systemen für Elektromobilität zu optimieren, um schon von Anfang an die Widerstandsfähigkeit und Zuverlässigkeit des Gesamtsystems vorhersagen zu können. So soll unter anderem eine Methodik entwickelt werden, um zunächst die Anforderungen an neue Bauteile zu erfassen und zu verarbeiten. Darüber hinaus werden Robustheitsanalysen konzipiert, bei denen die Komponenten auf ihre Eignung für den vorgesehenen Anwendungsbereich überprüft werden. Die dabei betrachteten Bauteile umfassen Analog- und Digitalschaltungen im Niedervoltbereich ebenso wie Hochvolt-Mixed-Signal-ICs und Sensorsysteme.

SGI – Smart Grid Integration

Im neuen Verbundprojekt "Smart Grid Integration" entstehen Energiemanagement-Systeme, die Nutzerkomfort und Netzstabilität sichern. Dazu erforschen die Partner Konzepte und Strategien, die das Aufladen der Batterien von Elektrofahrzeugen für die Betreiber von Verteilnetzen steuerbar machen. Diese aktive Steuerung kann das Netz stabilisieren und kritische Netzzustände vermeiden, ohne zu einem Komfortverlust auf Nutzerseite zu führen. Außerdem bietet sie die Chance, Strom aus erneuerbaren Quellen wie Wind- und Sonnenenergie besser in das Energiesystem einzubinden. Im Projekt werden Energiemanagement-Systeme erforscht, die den Nutzerkomfort genauso wie die Netzstabilität sichern.

Contact: Dr.-Ing. Nico Rödder

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SimCelerate – Neuer Antrieb für Elektroautos

Deutschland soll nach den Plänen der Bundesregierung zum Leitmarkt für Elektromobilität werden. Das FZI entwickelt mit Partnern neue Methoden zur schnellen, kostengünstigen Erprobung von Software für Geräte zur Antriebssteuerung in Elektrofahrzeugen. Motor und Mechanik der Antriebskomponenten werden beim Test simuliert. Der virtuelle Antriebsstrang lässt sich aus Softwarebausteinen flexibel zusammensetzen.

Contact: Stefan Otten

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SmartCheck-RZ

Ziel des Projektes SmartCheck-RZ ist es die energieeffiziente Planung von Rechenzentren (RZ) zu unterstützen. Die RZ’s stehen heute unter dem kontinuierlichen Zwang zur Steigerung ihrer Effizienz und Verbesserung ihrer Infrastruktur. Dies betrifft nicht nur die Erhöhung der Rechenleistung, die Verbesserung der Verfügbarkeit und die Erhöhung der Speicherkapazität, sondern trifft auch auf Maßnahmen zur Reduktion von Energie- und Wartungskosten.
Hier setzt das Projekt an, welches zum Ziel die Entwicklung eines Frameworks hat, das bei Neu- und Umplanung  von Rechenzentren die Energieeffizienz der eingesetzten Klima-Technologien in Abhängigkeit der konkreten Anforderungen und Kontextinformationen evaluiert und verbessert.

Contact: M. Sc. Jana Deckers (geb. Dücker)

SmartEnergy@FIZ

Ziel des Projekts SmartEnergy@FIZ ist die Konzipierung und Entwicklung eines ganzheitlichen Energiemanagementsystems für das Forschungs- und Innovationszentrum (FIZ) der BMW Group in München. Es wird unter anderem die Fragestellung bearbeitet, welche Flexibilitäten in einer solch heterogenen Liegenschaft identifiziert und ausgenutzt werden können. Diese Erkenntnisse sollen unter der Einbeziehung von Elektromobilität, erneuerbaren Energien und volatilen Energiemärkten dazu beitragen, den spezifischen Energiebedarf, die Energiekosten und die CO2-Emissionen zu reduzieren und die Netzstabilität zu gewährleisten.

Contact: Fabian Kern

SmartFlex

Ziel des Projekts SmartEnergy ist die Konzipierung und Entwicklung einer ganzheitlichen Optimierung von flexiblen Verbrauchern, Erzeugern und Speichern am Produktionswerk der BMW Group in Leipzig. Es werden Flexibilitäten in dieser industriellen Liegenschaft identifiziert, analysiert und auf Basis von unterschiedlichen Geschäftsmodellen optimiert. Das Ergebnis des Projekts SmartFlex soll eine Einsatzplanung der Anlagen nach wirtschaftlichen Aspekten unter Berücksichtigung der Themen Versorgungssicherheit und Nachhaltigkeit sein.

Contact: Julian Rominger

Sol2Heat – Demand Side Management im Smart Grid unter Berücksichtigung thermischer Komponenten

Der Einsatz von Information- und Kommunikationstechnologien birgt großes Potential, die fluktuierende Energiebereitstellung durch erneuerbare Energiequellen zu bewältigen. Im Rahmen des Projekts Sol2Heat liegt der Fokus auf der Entwicklung von Algorithmen zur Lastverschiebung durch die gemeinsame Koordination von thermischen sowie elektrischen Energieflüssen. Ziel ist es, der fluktuierenden elektrischen Energieerzeugung durch den gezielten Einsatz von Wärmepumpen und thermischen Speichern, welche gewisse Freiheitsgerade bzgl. der Temperatur bieten, entgegenzuwirken. In einem Pilotprojekt mit mehreren Wohnhäusern werden die entworfenen Lösungen unter Einsatz realer Hardware und basierend auf Steuersignalen eines Energieversorgers praxisnah getestet.

Contact: Manuel Lösch

UniversAAL – der Weg zu intelligenten Wohnumgebungen

universAAL ist ein EU-Forschungsprojekt im 7. Rahmenprogramm, das durch eine technische Infrastruktur älteren Menschen länger ein unabhängiges Leben in ihrer gewohnten Umgebung ermöglichen soll. Hierbei steht eine positiv besetzte Unterstützung im Vordergrund, die nicht nur in Problem- oder Notfallsituationen eingreift, sondern grundsätzlich die Lebensqualität von älteren Menschen verbessert. Ziel ist die Entwicklung einer Referenzarchitektur zur Verknüpfung verschiedener AAL-Lösungsansätze.

Contact: Dr. Tim Straub

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wEnPro – wissensbasiertes Energiemanagement für produzierenden KMU

Für produzierende Unternehmen ist es in der heutigen Zeit zwingend erforderlich, ihre Produktion flexibel zu planen und zu betreiben, um auch zukünftig im turbulenten Marktumfeld die sich wandelnden, vielschichtigen Produktionsanforderungen erfolgreich zu meistern. Der mit der Fertigung verbundene Energiebedarf, dessen Bedeutung infolge der Ressourcenverteuerung stetig zunimmt, zwingt vor allem KMUs immer mehr dazu, ressourcenschonend zu produzieren, bei gleichzeitig hoher Flexibilität. Vor diesem Hintergrund wurden Methoden zur Analyse, Bewertung und Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz für produzierende KMU entwickelt. Sie sind in ein modular aufzubauendes, KMU-gerechtes Toolset integriert worden, welches neben reinen Monitorfunktionen vor allem wissensbasierte Auswertungs- und Steuerungsfunktionen bereitstellt.

Contact: M. Sc. Jana Deckers (geb. Dücker)

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