Ziel waren Entwurf, Konzeption und Umsetzung einer einrichtungsübergreifenden, echtzeitfähigen Simulationsplattform für cross-sektorale Energiesysteme. Diese verknüpfen über die sog. Sektorenkopplung die Bereiche Strom, Wärme, Gas, Verkehr und Industrie.

Als Modell hierfür diente ein Gebäudekomplex auf dem Campus der TU Ilmenau. Für diesen sollten sowohl energetische Zählerdaten als auch mikroklimatische Sensordaten erhoben werden. Beides in Kombination erlaubt es, Energieverbräuche mit wetterbedingten Daten in Bezug zu setzen, Zusammenhänge zu erkennen und daraus Maßnahmen zur Energieeinsparung abzuleiten.

Das IMMS hat im Pilotprojekt gemeinsam mit den Fachgebieten Theoretische Elektrotechnik (FG TET) und Energieeinsatzoptimierung der TU Ilmenau Mikroklima-Sensorik ausgebracht, Messdaten erhoben und diese ausgewertet. Für das „Mikroklima“ werden Temperaturen und Luftfeuchtigkeiten an verschiedenen Messpunkten innerhalb des Gebäudekomplexes erfasst.

Dazu haben wir eine bestehende Technologie für drahtlose Sensorknoten (MiraOS) auf die Bedürfnisse des Projekts angepasst, entsprechende Hardware aufgebaut und Software konfiguriert, um in und an den Gebäuden Helmholtzbau, Newtonbau und Projekthalle auf dem Campus der TU Ilmenau Mikroklimadaten zu erheben.

Die batteriebetriebenen und damit autarken Funksensorknoten organisieren sich in ihrer Kommunikation selbst und senden ihre Messdaten – je nach den örtlichen funktechnischen Gegebenheiten über mehrere der Knoten hinweg – zu einem zentralen Gateway. Dieses sammelt die Messdaten auf und legt sie in einer Datenbank am IMMS ab. Von dort aus können die Daten visualisiert oder für Analysen exportiert werden. Letztlich fließen sie so in die Simulationsplattform des Pilotprojekts ein.

Gemessen werden an den Gebäuden an den vier grob den Himmelsrichtungen entsprechenden Seiten jeweils Lufttemperatur- und -feuchtigkeit innen und außen (im selben Bereich der Gebäudehülle) sowie an einem Teil der Messpunkte auch Oberflächentemperaturen der Fassade bzw. Wandoberflächen innen.

Zum Ende der Projektlaufzeit lagen mikroklimatische Messdaten für den modellhaften Gebäudekomplex für ca. sechs Monate vor. Um die Datenbasis auf ein volles Jahr zu erweitern, wird das Sensornetz über das Projektende hinaus weiter betrieben.

Analysen der TU Ilmenau haben bereits Korrelationen mit Energieverbrauchs- sowie Wetterdaten nachgewiesen. Um konkrete Maßnahmen zur Energieeinsparung abzuleiten, sind noch feinaufgelöste Messdaten zu Energieverbräuchen in den Gebäuden erforderlich. Hierzu laufen durch das Dezernat Gebäude und Technik (DGT) der TU Ilmenau Ausbau- und Erschließungsmaßnahmen.

Die Partner streben an, diese Vorarbeiten in weiteren Projekten innerhalb des Leistungszentrums fortzuführen und darin neben der Generierung von Vorschlägen für Energieeinsparungsmaßnahmen auch deren Wirkung sensorisch zu beurteilen.

Ziel des Leistungszentrums „InSignA“ in Ilmenau ist es, einen beschleunigten Technologietransfer zu ermöglichen. Mit diesem sollen regionale Wertschöpfungsnetzwerke in den zukunftsorientierten Transferbereichen Signalanalyse- und Assistenzsysteme in Produktion, Energieversorgung und Robotik aufgebaut und etabliert werden.

Damit soll die lokale und regionale Wirtschaft gestärkt und weiterentwickelt sowie widerstandsfähiger gemacht werden. Hierfür werden die Kernkompetenzen der Fraunhofer-Einrichtungen in und um Ilmenau, die Forschungsprofillinien der TU Ilmenau und die Kompetenzen weiterer Forschungseinrichtungen gebündelt. Als An-Institut und Transferpartner der TU Ilmenau bringt sich das IMMS im Unterauftrag der TU Ilmenau in das Pilotprojekt InSignA ein.