Technologien für intelligente Energienutzung in Wohnhäusern
Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS) stellt vom 25. bis 27. Februar 2014 das Framework Ogema 2.0 für das Energiemanagement in Gebäuden auf der Embedded World 2014 vor.
Ogema 2.0 eignet sich für viele Bereiche des zukunftsorientierten Energiemanagements im intelligenten Hausnetz sowie für Elektrofahrzeuge. Die Vorteile eines solchen Frameworks können auch für Lösungen und Anwendungen in automatisierten und vernetzten Steuerungs- und Kommunikationssystemen für Produktions- und Industriebereiche genutzt werden, wie sie unter dem Schlagwort Industrie 4.0 derzeit diskutiert und entwickelt werden.
Bisher sollte Strom im Haus immer dann verbraucht werden, wenn er im Überfluss verfügbar war. Durch die verstärkte Nutzungsmöglichkeit von Energie aus erneuerbaren Quellen ist jetzt wesentlich mehr Flexibilität möglich. Durch Kombination von selbst erzeugter Energie aus Photovoltaik und kleinen Blockheizkraftwerken - in Verbindung mit der Nutzung variabler Stromtarife und zukünftig auch weiterer Speichermöglichkeiten - können Einsparpotentiale erreicht werden.
Mit einer Steuerungssoftware basierend auf Ogema 2.0 lassen sich gezielt kunden- und anwendungsspezifische Energiemanagementaufgaben auf eingebetteten Systemen realisieren. Diese Systeme steuern dann Erzeuger, Speicher und Verbraucher an und regeln die Kommunikation mit dem Smart Grid. Somit kann die Energie sinnvoller genutzt, überschüssiger Strom gespeichert und später wieder abgerufen werden.
Die Ingenieure des Fraunhofer IIS zeigen mit einigen Anwendungsbeispielen eine Plattform für eine Managementsoftware mit einem App-Konzept, das ähnlich wie bei einer Smartphone-App die Installation für unterschiedliche Nutzungsszenarien ermöglicht. Das Software-Framework nutzt hierfür eine Java-Plattform und standardisierte Datenmodelle für verschiedenste Energieerzeuger, -speicher und -verbraucher und steuert die wichtigsten Prozesse für das Energiemanagement.
Über verschiedene Sicherheitslevel lässt sich die Software an unterschiedliche Einsatzbereiche und Anforderungen anpassen. Dabei können die Nutzer für die Bedienung und den Zugriff auf die Datenübertragung das Internet zu Hause oder die Bedienung über Smartphones von unterwegs, mit dem höchsten Sicherheitslevel nach BSI-Schutzprofilen (BSI = Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik) verwenden.
In Verbindung mit dem E-Car Communication Manager (ECM) ist auch das Stromtanken für das eigene Elektroauto effizienter und kostensparender möglich. Der ECM koordiniert die Kommunikation zwischen unterschiedlichen Ladestationen (Gleich- und Wechselstrom), dem Fahrer und dem Batteriesystem des Fahrzeugs.
So lassen sich mithilfe des Ogema 2.0 Energiemanagement-Frameworks auch Anwendungen zur Überwachung des Batteriezustandes in Zusammenhang mit geplanten Fahrten realisieren und wenn nötig Energie aus dem Autoakku wieder ins Netz zurückspeisen, sollte das Fahrzeug nur ungenutzt in der Garage stehen. Ein integriertes Messsystem unterstützt die Abrechnung bei Entnahme und Rückspeisung der Energie.
Die Kombination von der App-basierten Software und dem ECM bietet Voraussetzungen, um Softwareinstallationen und Updates einzuspielen. Zudem können das Zusammenspiel verschiedener Softwaremodule kontrolliert bzw. unbefugte Zugriffe auf Daten und Software des Systems verhindert werden. Eine verschlüsselte Kommunikation und personenbezogene eindeutige Authentifizierung von Webzugriffen ist möglich.