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Ziele

Die Ausgestaltung zukünftiger Energiesysteme, die auch mit fluktuierender Einspeisung und flexibler Nachfrage gut umgehen können, ist ein wichtiges gesellschaftliches Anliegen. Ein grundlegender Aspekt ist der Energieverbrauch, und zwar der komplexer Systeme, beispielsweise von Industrieanlagen oder IT-Infrastrukturen. Wichtig sind u. a. seine Flexibilisierung, so dass mehr nachhaltig und lokal erzeugte Energie genutzt wird, die Resilienz der Versorgung oder die Effizienz neuer Energiesysteme. Eine Voraussetzung für all dies ist eine strukturierte Erfassung und Auswertung von Energiezustandsdaten. Diese Daten beschreiben die Energiebereitstellung, -speicherung, -übertragung und -nutzung in Form von Messwerten, abgeleiteten Größen wie z. B. Grad der Abnutzung von Batterien und Einflussfaktoren wie Strompreisen.

Dieses GRK zielt auf den Umgang mit diesen Daten. Dabei ist ein interdisziplinäres Vorgehen (Informatik, Ingenieursdisziplinen, Ökonomie, Jura) unumgänglich. Es ermöglicht den Blick auf neue wissenschaftliche Herausforderungen, mit denen wir Promovierenden  im Rahmen ihrer Ausbildung konfrontieren können. So werden einige der Graduierten ihre Forschungsarbeit auf den Entwurf neuer Analysemethoden für Datenströme fokusieren. Aufbauend auf diesen Arbeiten werden andere Graduierte beispielsweise systematisch Charakteristiken und Defizite existierender Energiesysteme analysieren. So haben wir zum Beispiel beobachtet, dass die zeitliche Auflösung der Daten, aber auch die Aggregationsebenen für verschiedene Planungs- und Steuerungsaufgaben sehr unterschiedlich sein können. Diese stark unterschiedliche Granularität führt u. a. zu der Forschungsfrage, wie sich in den Daten Auffälligkeiten auf der richtigen Abstraktionsebene finden lassen. Die Infrastruktur für Energieforschung des KIT-Helmholtz-Bereichs wie das EnergyLab 2.0, dessen Verantwortliche am Graduiertenkolleg beteiligt sind, wird Gegenstand der Betrachtung sein.

Besonders an unserem Forschungsprogramm, das Graduierte als Teil ihrer Ausbildung durchlaufen werden, ist ferner die übergreifende Betrachtung des Lebenszyklus von Energiezustandsdaten, bestehend aus den Phasen Erfassung, Analyse und Nutzung. Daraus ergibt sich erheblicher Mehrwert verglichen mit Einzelpromotionen, die den gesamten Zyklus abdecken: Dissertationsprojekte, die frühen Phasen des Lebenszyklus entsprechen, können z. B. Verfahren zur Erfassung der Daten maßschneidern, wenn die Art ihrer Nutzung bekannt ist; Projekte der Phase ‚Nutzung’, die datengestützt Energiesysteme entwerfen wollen, können mit Daten in genau der erforderlichen Qualität arbeiten.

Langantrag zur Einrichtung dieses Graduiertenkollegs auszugsweise