Der Ausbau zukunftsfähiger Energiesysteme zählt zu den wichtigsten gesellschaftlichen Anliegen der nächsten Jahrzehnte. Diese müssen flexibel sowohl mit schwankender Einspeisung durch erneuerbare Energien als auch mit unterschiedlich hoher Nachfrage umgehen können. Um dies zu gewährleisten, sind komplexe Informatiklösungen erforderlich. In einem neuen Graduiertenkolleg der DFG werden Nachwuchsforscher am KIT Methoden entwickeln, um die Datenmengen aus den komplexen Systemen der Energieversorgung auszuwerten und Optimierungsmöglichkeiten aufzuzeigen.
Energiesysteme, die in Zukunft unsere Stromversorgung sicherstellen, produzieren große Mengen an Daten. Diese sollen von den Nachwuchswissenschaftlern im neuen Graduiertenkolleg „Energiezustandsdaten – Informatik-Methoden zur Erfassung, Analyse und Nutzung“ verwendet werden, um die Prozesse in den unterschiedlichen Komponenten der Systeme zur Energieversorgung zu verstehen. So lässt sich beispielsweise der Alterungsprozess von Batterien durch die Analyse geeigneter Messdaten möglicherweise besser verstehen. Die Wissenschaftler erhoffen sich, bisherige Systeme optimieren zu können und damit zu einer effizienteren Energieversorgung beizutragen. „Eine wichtige Voraussetzung zur Reduzierung des Energieverbrauchs ist, diesen zunächst genau zu erfassen. Durch die Digitalisierung der Energiesysteme ist uns dies möglich. Nun müssen wir Wege finden, um die Datenmengen so zu untersuchen, dass wir eventuelle Probleme aufzeigen und somit zur Verbesserung der Systeme beitragen können“, erklärt der Sprecher des Graduiertenkollegs Klemens Böhm, Professor am Institut für Programmstrukturen und Datenorganisation (IPD) des KIT.
Ein Ziel der Forschung im neuen Graduiertenkolleg ist, durch Datenanalyse die Schwachstellen der Energiesysteme zu finden, um diese flexibler, effizienter und ausfallsicherer zu machen. „Dabei dürfen wir aber die Benutzerfreundlichkeit nicht aus den Augen lassen. Bei der Datenanalyse von personenbezogenen Verbrauchsdaten ist es wichtig, dass ihre Privatheit immer gewahrt bleibt“, so Böhm. Um die ambitionierten Forschungsziele zu erreichen, verfolgt das Graduiertenkolleg einen interdisziplinären Ansatz. Insgesamt zehn KIT-Institute aus verschiedenen Fachrichtungen haben sich am Antrag des Graduiertenkollegs beteiligt. Im Konsortium der Wissenschaftler finden sich neben Experten zum Thema Big Data auch Wissenschaftler aus den Bereichen IT-Sicherheit, Informationsrecht oder Elektrotechnik.
Gute Bedingungen für Energieinformatik am KIT
In Karlsruhe forscht man bereits seit Jahren in unterschiedlichen Projekten und Disziplinen an innovativen Energiekonzepten. Durch die interdisziplinäre Vernetzung profitieren die Forscher im Graduiertenkolleg nun von der hervorragenden Infrastruktur der Energieforschung am KIT. Impulse aus Großforschungsprojekten können direkt in die Arbeit des Graduiertenkollegs einfließen. Ein Beispiel ist das „EnergyLab 2.0“, eine Plattform zur Erprobung innovativer Energiekonzepte. Hier entstehen beim Betrieb der Testanlage reale Daten, die die Forscher für ihre Analysen verwerten können. So können Verfahren der Informatiker an realen Bedingungen getestet werden. Im Gegenzug können die Auswertungen bei der Optimierung im EnergyLab 2.0 einbezogen werden.
Graduiertenkolleg startet im Mai 2016
Die DFG fördert mit den Graduiertenkollegs die qualitativ hochwertige Ausbildung des wissenschaftlichen Nachwuchses. Das neue Graduiertenkolleg bietet Doktorandinnen und Doktoranden am KIT ein anspruchsvolles Forschungs- und Qualifizierungsprogramm im noch jungen Bereich der Energieinformatik. Durch die Bündelung der Forschung in den Bereichen Erfassung, Analyse und Nutzung der Daten soll die Forschung auf diesem Gebiet weiter vorangetrieben werden. Das Graduiertenkolleg startet am 01. Mai 2016.
Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie, Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 10 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften zusammen. Seine 22 800 Studierenden bereitet das KIT durch ein forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der deutschen Exzellenzuniversitäten.