DFG Graduiertenkolleg 2153: "Energiezustandsdaten - Informatik-Methoden zur Erfassung, Analyse und Nutzung"

Professorinnen und Professoren während der ersten Förderperiode

 

 

Prof. Dr. Klemens Böhm
Sprecher des Graduiertenkollegs
Institut für Programmstrukturen und Datenorganisation (IPD)
klemens.boehm at kit.edu

 

Ich leite den Lehrstuhl für Datenbanken und Informationssysteme am KIT. Innerhalb des Graduiertenkollegs besteht mein Forschungsinteresse u. a. darin, wie vielfältige Daten, die in Energiesystemen (z. B. in einem Kraftwerk oder in einer Industrieanlage als Verbraucher) anfallen, analysiert werden können, um diese Systeme effizienter, flexibler oder robuster zu machen. Falls die neuen Ansätze auch die Privatheit betroffener Personen wenn immer nötig berücksichtigen, ist dies umso besser. So könnte eine Doktorandin/ein Doktorand hochdimensionale Daten verwenden, die das tatsächliche Verhalten eines Energiesystems beschreiben, und Methoden entwerfen, die Abweichungen vom vorhergesagten Verhalten auf der richtigen Abstraktionsebene identifizieren. Falls Energiezustandsdaten in Form von Datenströmen auftreten, wäre es wichtig, die Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen Dimensionen zu kennen, und eine Doktorandin/ein Doktorand könnte entsprechende Verfahren entwerfen. Promovierende, die mit mir zusammenarbeiten, sollten idealerweise nicht nur Ergebnisse erzielen, die über den Stand der Technik ihres Gebiets hinausgehen, und gute Publikationen auf selektiven Konferenzen und in Zeitschriften haben, sondern auch ernsthaft mit den anderen Disziplinen interagieren, um sicherzustellen, dass ihre Ergebnisse Energiesysteme auch wirklich besser machen.

Im Folgenden ein paar Schlagworte, die einige aktuelle Forschungsaktivitäten meines Lehrstuhls beschreiben:

  • Entwurf von Verfahren für benutzerzentrierte Datenanalyse/Data Science
  • Zeitreihenanalyse und Stream Mining,
  • Privatheitserhaltendes Publizieren von Daten

Bitte lesen Sie http://dbis.ipd.kit.edu/2266.php oder http://dbis.ipd.kit.edu/2246.php für Beispiele für Publikationen, die inhaltlichen Bezug zum Graduiertenkolleg haben, http://dbis.ipd.kit.edu/innovations.php für eine kurze Darstellung einiger Innovationen meines Lehrstuhls und http://dbis.ipd.kit.edu/index.php für einen allgemeinen Überblick.

 

 

Prof. Dr. Wolf Fichtner

Stellvertretender Sprecher des Graduiertenkollegs

Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP)
wolf.fichtner at kit.edu

 

Ich habe Wirtschaftsingenieurwesen an der Universität Karlsruhe (TH) studiert. 1998 habe ich an der Fakultät für Wirtschaftswissenschaften dieser Universität promoviert. Von 1999 bis 2004 war ich Leiter der Arbeitsgruppe Energie und Umwelt des Instituts für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP) und des Deutsch-Französischen Instituts für Umweltforschung ebenda. Mit meiner Habilitation 2004 an der Universität Karlsruhe habe ich die Venia Legendi (Lehrberechtigung) für Betriebswirtschaftslehre erhalten. Von Oktober 2004 bis Oktober 2005 war ich Projektleiter bei EnBW Energie Baden-Württemberg zur Analyse nachhaltiger Energiestrukturen von (Mega-)Städten und zu Konzepten des Emissionshandels. Von Oktober 2005 bis November 2008 war ich ordentlicher Professor und Inhaber des Lehrstuhls für Energiewirtschaft am Institut für Energietechnik an der Universität Cottbus. Seit November 2008 leite ich den Lehrstuhl für Energiewirtschaft und bin Direktor des Instituts für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion und des Deutsch-Französischen Instituts für Umweltforschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT). An meinem Lehrstuhl analysieren wir technisch-wirtschaftliche Systeme entlang der gesamten energetischen Wertschöpfungskette, angefangen bei Primärenergieproduktion, über Energieumwandlung und -transport und endend mit Energieverteilung und -verwendung.

Aktuell gibt es vier Forschungsgruppen an meinem Lehrstuhl:

  • Dezentrale Energiesysteme und Netze
  • Erneuerbare Energien und Energieeffizienz
  • Energiemärkte und Energiesystemanalyse
  • Transport und Energie

Weitere Informationen über Forschungsthemen meines Lehrstuhls finden Sie unter http://www.iip.kit.edu/65.php.

 

 

Prof. Dr. Veit Hagenmeyer
Institut für Angewandte Informatik (IAI)
veit.hagenmeyer at kit.edu

 

Ich leite den Lehrstuhl für Enegieinformatik und bin Direktor des Instituts für Angewandte Informatik am KIT. Davor war ich Kraftwerksdirektor bei BASF in Ludwigshafen, dem weltweit größten zusammenhängenden Standort für chemische Produktion. Mein Hauptinteresse im Graduiertenkolleg ist der robuste Entwurf von Energiesystemen auf Basis von Energiezustandsdaten. Dies umfasst die Modellierung von Energiesystemen und -netzen, mit BASF, dem Campus Nord des KIT und dem Energy Lab 2.0 des KIT als möglichen Gegenständen der Betrachtung. Ein Schwerpunkt ist der Umgang mit polyvalenten Energiesystemen (Strom, Erdgas, Dampf, lokale Wärmeverteilung) und Co-Erzeugung. So könnte eine Doktorandin/ein Doktorand beispielsweise Daten aus den oben genannten Anlagen nutzen und daraus Datenmodelle ableiten, die die Verbindung der unterschiedlichen Energieprozesse und -netze beschreiben. Diese Modelle werden zur Berechnung von Robustheitstoleranzen unter Berücksichtigung der Zuverlässigkeit des Gesamtsystems verwendet. Ein weiteres Promotionsprojekt könnte die automatische Neuplanung im Falle von sich ändernden Prozessen oder Umweltsituationen auf Basis der Energiezustandsdaten sein. Promovierende, die an unserem Institut arbeiten, werden in ein interdisziplinäres Team integriert, das sich mit Web-Technologien, Big Data, Steuerungskonzepten und Systemtheorie befasst. Bitte konsultieren Sie https://www.iai.kit.edu/IAI-Projekte_1140.php für weitere Details.

 

 

Jun. Prof. Dr. Anne Koziolek
Institut für Programmstrukturen und Datenorganisation (IPD)
koziolek at kit.edu

 

Ich bin Assistenzprofessorin am Institut für Programmstrukturen und Datenorganisation und leite die Gruppe Architekturgetriebene Anforderungstechnik. Innerhalb des Graduiertenkollegs liegen meine Forschungsinteressen darin, wie der Energieverbrauch von Softwaresystemen in Rechenzentren vorhergesagt werden kann, um Design- und Betriebsentscheidungen zu unterstützen. Um solche Vorhersagen zu ermöglichen, benötigen wir Modelle der Softwarekomponenten, die ihre Energieverbrauchseigenschaften widerspiegeln, und davon, wie diese Eigenschaften von unterschiedlichen Parametern und Konfigurationen des Gesamtsystems abhängen. Allerdings wird der manuelle Aufbau solcher Modelle mühsam und fehleranfällig sein. Daher ist es unser Ziel, Energieverbrauchsmodelle aus den verfügbaren Energiezustandsdaten des Gesamtsystems abzuleiten. Forschungsfragen sind hier, wie die gemessenen Energieverbräuche und Performanz-Indizes auf die einzelnen Softwarekomponenten zurückgeführt und wie die daraus resultierenden Modelle parametrisiert werden können. Auf Basis dieser Energieverbrauchsmodelle werden wir Optimierungsansätze entwickeln, um die energiebewusste Ausgestaltung von Softwarearchitekturen zu unterstützen. Weitere Informationen über meine Forschung und unsere Gruppe finden Sie unter are.ipd.kit.edu.

 

 

 

Prof. Dr. Jörn Müller-Quade
Instituts für Theoretische Informatik (ITI)
mueller-quade at kit.edu
http://www.iks.kit.edu

 

 

 

Prof. Dr. Mathias Noe
Institute for Technical Physics (ITEP)
mathias.noe at kit.edu

 

Mathias Noe erhielt 1991 seinen M.S. in Energietechnik und 1998 seinen Doktorgrad, beides von der Universität Hannover. Nach einer Postdoktorandenstelle an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne in der Schweiz trat er 1998 ins Forschungszentrum Karlsruhe ein und wurde später Gruppenleiter für High Temperature Superconducting Power Devices am Institut für Technische Physik. Seit 2006 ist er Direktor des Instituts für Technische Physik am Forschungszentrum Karlsruhe und ordentlicher Professor für technische Anwendungen von Hochtemperatur-Supraleitern an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Universität Karlsruhe. Das Institut für Technische Physik ist ein nationales und internationales Kompetenzzentrum für angewandte Supraleitung und Kryotechnik. Prof. Noe ist seit 1991 auf dem Gebiet neuer Energietechniken und angewandter Supraleitungen aktiv und ist Autor von mehr als 50 begutachteten Artikel in diesem Gebiet. Er ist Sprecher des Helmholtz-Programms Storage and Cross-Linked Infrastructures und ist Koordinator des gemeinschaftlichen EEAR Programms Energy Storage. Darüber hinaus ist er Mitglied mehrerer Gremien, Ausschüsse und Komitees in seinem Forschungsfeld und fungiert als Präsident der European Society of Applied Superconductivity.

 

 

Dr. Oliver Raabe
Institut für Informations- und Wirtschaftsrecht (ZAR)
raabe at kit.edu

 

Ich bin Rechtswissenschaftler und Leiter der Forschungsgruppe für Informationsrecht für technische Systeme und Rechtsinformatik. Meine Forschungsschwerpunkte liegen im Datenschutz und in der Regulierung in hochkomplexen IKT-Infrastrukturen sowie im IKT-spezifischen Energierecht. Im Graduiertenkolleg liegt mein Forschungsinteresse im Bereich des Datenschutzrechtes, insbesondere in Verbindung mit Energierecht. Eine interessante Fragestellung für eine Doktorandin/einen Doktoranden wäre in diesem Zusammenhang die Identifizierung von Konzepten für eine datenschutzfreundliche Handhabung von Energieforschungsdaten. Eine zentrale Herausforderung ist die Tatsache, dass das aktuelle Datenschutzrecht häufig die Auswertung des persönlichen Verhaltens über eine lange Zeitspanne verbietet, was jedoch notwendig ist. Indessen betont es die Verwendung von Anonymisierung. Das führt zu einer zweiten Erhebung personenbezogener Daten, und das wiederum steht dem Grundsatz der Datenminimierung entgegen. Diese Betrachtungen sollte eine Juristin/ein Jurist vornehmen, der Gefallen daran findet, in einem interdisziplinären Umfeld zu arbeiten. Da das Graduiertenkolleg einen interdisziplinären Fokus hat, ist es eine ideale Grundlage für die Bewertung der gegebenen Fakten im Zusammenhang mit realen Szenarien.
Für Publikationsbeispiele, die einen inhaltlichen Bezug zum Graduiertenkolleg haben, beachten Sie bitte http://compliance.zar.kit.edu/21_576.php und für einen allgemeinen Überblick über die Forschungsgruppe http://compliance.zar.kit.edu/index.php.

 

 

Prof. Dr. Hartmut Schmeck
Institut für Angewandte Informatik und Formale Beschreibungsverfahren (AIFB)
hartmut.schmeck at kit.edu
http://www.aifb.kit.edu

 

 

 

Prof. Dr. Dorothea Wagner
Institut für Theoretische Informatik (ITI)
dorothea.wagner at kit.edu

 

Dorothea Wagner leitet das Institut für Theoretische Informatik am Karlsruher Institut für Technologie. Ihre Forschungsinteressen liegen im Bereich der Graphenalgorithmen und der algorithmischen Geometrie. Ein besonderer Schwerpunkt liegt in der Methodik des Algorithm Engineering mit Schwerpunkten auf Verkehrsoptimierung, Netzwerkanalyse und -visualisierung, Netzwerkclustering inklusive Energienetzen.

Aktuelle Forschungsaktivitäten in diesem Bereich umfassen u.a. energieoptimale Routen für Elektrofahrzeuge (siehe z.B. [1] und [2]), graph-basierte Methoden für den Betrieb von Stromnetzen (siehe z.B. [3]) und Schedulingalgorithmen für Demand Response (siehe z.B. [4]).

Doktorandinnen und Doktoranden, die in der Gruppe von Dorothea Wagner arbeiten, kombinieren in der Regel theoretische und angewandte Forschung, bereichert durch Zusammenarbeit mit Wissenschaftlerinnen/Wissenschaftlern aus anderen Disziplinen oder mit Industriepartnern.

 

 

Prof. Dr. Marc Weber
Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE)
marc.weber at kit.edu

 

Marc Weber ist Direktor des Instituts für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE) am KIT. Unsere zentralen Forschungsaktivitäten innerhalb des Graduiertenkollegs "Energiezustandsdaten" beziehen sich auf Battery Electric Storage Systems (BESS), regenerative Kraftwerke die Solar- und Windenergie einschließen und deren sichere Eingliederung in Smart Energy Grids. BESS können entweder Teil kleiner Insellösungen oder Teil eines größeren regionalen Stromverteilungsnetzes sein. Unsere Anlagen, wie z. B. das Produktionszentrum für elektrische Systeme, stellen eine große Relevanz für reale Anlagendaten dar, die als Grundlage für die Entwicklung spezifischer "Hardware in the Loop" (HiL) Modelle industrieller Prosumer dienen. Diese Modelle umfassen eingebettete elektronische Hardwarekomponenten sowie software-simulierte Modellkomponenten.

Unsere aktuellen Forschungsthemen umfassen:

  • Entwurf und Betrieb von Huge-Li-Ion Batteriesystemen und deren Integration in Smart Grids
  • Sichere leistungselektronische Systeme für erneuerbare Energiesysteme
  • Energieeffiziente leistungselektronische Systeme für Smart Grids
  • Herstellungsverfahren für elektronische und leistungselektronische Systeme

Promovierende werden in unsere interdisziplinären Huge-Battery-System (HBS) Gruppe integriert und werden mit Partnern innerhalb des Graduiertenkollegs zusammenarbeiten. Weite Information über das IPE finden Sie unter http://www.ipe.kit.edu

 

 

Prof.  Dr. Christof Weinhardt
Institute of Information Systems and Marketing (IISM)
weinhardt at kit.edu

 

Prof. Weinhardt ist Direktor des Instituts für Informationswirtschaft und Marketing (IISM; http://www.iism.kit.edu) und leitet die Gruppe “Information and Market Engineering” (IM; http://im.iism.kit.edu). Viele seiner Projekte zielen auf den Entwurf von Informationssystemen, die menschliche Entscheidungsfindung und nachhaltiges Energienutzungsverhalten unterstützen. Eine präzise Quantifizierung der Auswirkungen der Entscheidungsunterstützung und der Informationssysteme setzen Erhebung, Speicherung, Verarbeitung und Interpretation energiebezogener Daten voraus. Konkrete Beispiele von Beobachtungsdaten sind Erzeugungs- und Verbrauchszeitreihen und Energiehandelsdaten. Im Graduiertenkolleg wird sich Prof. Weinhardt auf die Modellierung und die Bewertung wirtschaftlicher Aspekte der Flexibilität von Energieverbräuchen der Kunden durch die Gestaltung zweckmäßiger Koordinierungs- und Zuweisungsmechanismen konzentrieren.

 

 

 

Dr. Patrick Jochem
Karlsruhe Service Research Institute (KSRI)
jochem at kit.edu

 

Patrick Jochem studierte Volkswirtschaftslehre an den Universitäten Bayreuth, Mannheim und Heidelberg. Sein Dissertationsprojekt in Verkehrsökonomie an der Universität Karlsruhe (TH) wurde von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt gefördert. Seit 2009 ist er Leiter der Forschungsgruppe “Transport and Energie” am Institut für Industriebetriebslehre und Industrielle Produktion (IIP) und des Deutsch-Französischen Instituts für Umweltforschung (DFIU). Seit 2012 ist er Senior Researcher am Karlsruhe Service Research Institute (KSRI), an dem er die interdisziplinäre Forschungsgruppe (e)Mobility gegründet hat.
Seine interdisziplinäre Forschung konzentriert sich auf Umwelt- und Energieökonomie, Energiesystemanalyse, Benutzerakzeptanzanalyse, agentenbasierte Simulation und Ökonometrie.

 

 

Dr. Ignaz Rutter (bis 2016)
Institute of Theoretical Informatics (ITI)
ignaz.rutter at kit.edu

Herr Rutter ist seit 2016 nicht mehr Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Ich habe Informatik an der Universität Karlsruhe studiert. Im Jahr 2011 habe ich meinen Doktorgrad in Informatik vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erhalten. Nach einer Postdoktorandenstelle an der Karls-Universität in Prag bin ich jetzt wieder Wissenschaftler am Institut für Theoretische Informatik am KIT. Meine Forschungsinteressen liegen im breiten Feld der Algorithmen, insbesondere Graphalgorithmen und kombinatorische Optimierung. Ein besonderer Schwerpunkt sind Algorithmen zur Visualisierung von dynamischen Netzwerken und bedingten Einbettungsproblemen auf planaren Graphen. Auch habe ich kürzlich an energiebewusster Planung und graphtheoretischen Ansätzen zum Betrieb von Energienetzwerken gearbeitet. Innerhalb des Graduiertenkollegs konzentriere ich mich auf algorithmische Aspekte der Flexibilität des Energieverbrauchs (Demand Response) und auf Visualisierungsaufgaben.