Dr.-Ing. Birger Becker

Stellv. Bereichsleiter

Werdegang

Birger Becker studierte von 2003 bis 2009 Informatik am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Seine Diplomarbeit mit dem Titel "Steuerung von smart-home-Architekturen unter Einbindung intelligenter elektrischer Verbraucher und mobiler Speicher" führte er am Institut für Angewandte Informatik und Formale Beschreibungsverfahren (AIFB) durch und arbeitete dort im Anschluss von 2009 bis 2011 als wissenschaftlicher Mitarbeiter.

Im April 2011 wechselte er zum FZI und baute die Abteilung Intelligente Information und Kommunikation in Technischen Systemen (IIK) auf, die er seit 2011 leitet. Zudem war er maßgeblich am Aufbau des FZI House of Living Labs beteiligt und leitet seit April 2012 das FZI Living Lab smartEnergy. Im Jahr 2014 promovierte er am KIT zum Dr.-Ing. mit dem Thema "Interaktives Gebäude-Energiemanagement".

Im März 2016 gründete Birger Becker die EnQS GmbH als Spin-Off des FZI und entwickelte das FZI Living Lab smartEnergy zum Test- und Prüflabor nach BGI 891 weiter. Das Team der EnQS berät und unterstützt seine Kunden bei der Auswahl, Integration, Validierung und Qualitätssicherung von Energiemanagement-Lösungen.

Publikationen

Buch (3)

1. Building Energy Management in the FZI House of Living LabsDetails

   Birger Becker and Fabian Kern and Manuel Loesch and Ingo Mauser and Hartmut Schmeck, Springer, 2015

2. Interaktives Gebäude-EnergiemanagementInfoDetails

   Birger Becker, KIT Scientific Publishing, 2014

   Gebäude-Energiemanagementsysteme stellen durch die dezentrale Koordination von Geräten, Anlagen und Systemen in elektrischen Verteilnetzen großes Potential dar, um den Herausforderungen der Energiewende effizient zu begegnen. Insbesondere sind solche Systeme in der Lage, Flexibilität zu identifizieren, um damit einen lokalen Ausgleich zwischen Erzeugung und Verbrauch zu ermöglichen, dezentrale Prognosen zu generieren sowie zusätzliche Systemdienstleistungen bereitzustellen, die für den sicheren Netzbetrieb erforderlich sind. Der Nutzer muss dabei die Entscheidungsgewalt über alle Komponenten und Abläufe des Gebäude-Energiemanagements behalten, während ein Großteil der Steuerung automatisch erfolgt. Für eine weitreichende Verbreitung werden zudem Systeme benötigt, die sich „out-of-the-box“ an die tatsächliche Umgebung der Gebäude anpassen lassen. Das Energy Management Panel stellt dazu eine umfangreiche Anwendung für die Interaktion zwischen dem Nutzer und dem Gebäude-Energiemanagement dar. Der Building Manager erweitert ein konkretes Gebäude-Energiemanagementsystem zur Integration der Nutzerinteraktion in das System. Durch die Kopplung dieser beiden Komponenten entsteht das Interaktive Gebäude-Energiemanagement, welches drei wesentliche Bausteine kombiniert: Visualisierung, Parametrisierung und Systemkonfiguration.

3. Decentralised Energy Management for Smart HomesDetails

   Florian Allerding and Birger Becker and Hartmut Schmeck, Springer Basel, 2011

Konferenzbeitrag (7)

1. Smart Grid Services Provided by Building Energy Management SystemsInfoDetails

   Birger Becker, Sebastian Hubschneider, Ingo Mauser, Hartmut Schmeck, Thomas Leibfried, 2015

   The integration of decentralized energy resources is associated with new challenges for the operation of low voltage distribution grids. At the same time, the interconnection of these systems offers large potential for providing smart grid services to increase power quality and grid stabilization in areas with a high pene-tration of renewable energy sources. Therefore, new operation strategies for photovoltaic inverters are presented in combination with building energy management systems. The effect of a locally controlled feed-in is discussed based on simulation results of exemplary rural grid structures.

2. Konzept und Methodik zur Entwicklung einer mobilen digitalen Persönlichkeit für nutzergerechte AnwendungenInfoDetails

   David Schumm and Anna Julia Spanke and Kirsten Dreier and Victor Fässler and Birger Becker and Hartmut Schmeck, 2014

   Wir stellen die digitale Persönlichkeit vor, in der ein Nutzer individuelle Bedürfnisse und Eigenschaften hinterlegen kann. Entsprechend der Freigaben des Nutzers können diese Informationen verschiedenen Geräten und Diensten zur Ver- fügung gestellt werden, damit sich diese an den Nutzer anpassen können. Durch die Bereitstellung der digitalen Persönlichkeit als Dienst für Smartphones oder Wearables unterstützt sie einen Nutzer in der Mobilität und macht ihn zu einer Komponente im Gefüge der cyber-physischen Systeme. Wir schlagen eine interdisziplinäre Herangehensweise vor, die Ansätze zur Adaptivität von Systemen mit kommunikationswissenschaftlichen Ansätzen zur Nutzerakzeptanz, psychologischen Ansätzen zur Erfassung von Persönlichkeitsmerkmalen sowie Sensorik zur Ermittlung der Verfassung eines Nutzers verknüpft. Ein Beitrag besteht in der Vorstellung potentieller Anwendungsszenarien der digitalen Persönlichkeit im Bereich der Mobilität und im Gebäude-Energiemanagement. Ein weiterer Beitrag ist eine 2-stufige Methodik zur Entwicklung eines Persönlichkeitsmodells. Diese Methodik dient als Ausgangsbasis für die zukünftige Realisierung ausgewählter Szenarien.

3. User Interaction Interface for Energy Management in Smart HomesInfoDetails

   Birger Becker and Anna Kellerer and Hartmut Schmeck, IEEE, 2012

   The growing share of fluctuating power generation by renewable resources and the increasing distribution of battery electric vehicles require the integration of intelligent Energy Management Systems (EMS) into the electrical power grid. Smart Homes will be equipped with controllable consumers, suppliers and storages to realize a flexible consumption and supply of thermal and electrical energy. In this challenge, the interactive integration of the smart home’s resident is essential to reduce comfort losses to a minimum. In this paper, we present a generic Energy Management Panel (EMP) providing the connection between the resident and the EMS and its integration into the EMS of a real smart home. The integrated approach considers thermal and electrical energy flows concurrently. In this way, the EMP provides an efficient operation of the EMS complying with the individual constraints of the resident.

4. Shifting Electricity Demand with Smart Home Technologies - An Experimental Study on User AcceptanceInfoDetails

   Alexandra-Gwyn Paetz and Birger Becker and Wolf Fichtner and Hartmut Schmeck, Online, 2011

   Integrating high shares of renewable resources into the electricity system requires a more flexible demand, espe-cially more load-shifting in residential households. In order to achieve that different technologies, especially smart meters with various feedback functions, are tested on the market. So far little is known about the effects of a combination of different smart home technologies, such as smart appliances and an automated energy management system, that go beyond of providing households with feedback regarding their energy demand. Using an experimental design, test-residents lived in a smart home on KIT’s campus for several weeks. The results confirm the importance of real-time feedback systems for shifting loads, but indicate that other smart home technologies are helpful to maintain convenience in everyday life. For future design of smart home technologies it can be concluded that they have to satisfy information needs, provide cost-saving potential, secure high levels of flexibility and enable an easy use in everyday life.

5. Intelligent Control System for CHP-equipment in Smart-homesInfoDetails

   Sebastian Grässle and Birger Becker and Thomas Knapp and Florian Allerding and Hartmut Schmeck and Andreas Wagner, MICRoGEN'II, 2011

   Micro-CHP units can cover the growing demand for flexible power generation to a large extent and increase the efficiency of energy production [OOR08]. However, most of the current systems are controlled either by the local demand for heat or for electrical power in the associated building. The combination of these two strategies opens up additional potential for micro-CHPs by integrating electric storages (e.g. batteries of electric vehicles) and thermal storages. The paper will discuss the potential of integrat-ing intelligent control systems for micro-CHPs into the energy management system for smart-homes. The control will be based on information about the local current and predicted energy demand as well as on the demand of the whole energy grid. For the development of the control algorithms, a micro-CHP with a thermal storage has been in-tegrated into a simulation environment for smart-homes. The simulation environment is based on an Observer/Controller-architecture (O/C-architecture) derived from the field of organic computing.

6. Integration intelligenter Steuerungskomponenten in reale smart-home-UmgebungenInfoDetails

   Florian Allerding and Birger Becker and Hartmut Schmeck, Köllen Druck+Verlag GmbH, 2010

   Ein aktuell sehr populäres Thema ist die automatisierte Lastoptimierung in intelligenten Haushalten nach externen Vorgaben des Energieversorgers. Um derartige Technologien in einem smart-home integrieren zu können, ist die Über-windung der Heterogenität bei der Kommunikation der einzelnen Komponenten essenziell. In diesem Beitrag soll eine Softwarearchitektur vorgestellt werden, die die einzelnen Kommunikationsanforderungen der Komponenten eines smart-homes adaptiert. Darüber hinaus wird eine Simulationsumgebung vorgestellt, die es ermöglicht, Optimierungsalgorithmen zu evaluieren und direkt auf reale Hardware zu übertragen.

7. Decentralised Energy-Management to Control Smart-Home ArchitecturesInfoDetails

   Birger Becker and Florian Allerding and Ulrich Reiner and Matthias Kahl and Urban Richter and Daniel Pathmaperuma and Hartmut Schmeck and Thomas Leibfried, Springer, 2010

   In this paper, we focus on a real world scenario of managing electrical demand sets of a smart-home. External signals, reecting the low voltage grid's state, are used to support the challenge of balancing energy demand and generation. To manage the smart-home's appliances and to integrate electric vehicles as energy storages decentralized control systems are investigated.

Thesis (1)

1. Steuerung von smart-home-Architekturen unter Einbindung intelligenter elektrischer Verbraucher und mobiler SpeicherDetails

   Birger Becker, 2009

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