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Energie & Wasserwirtschaft

Die digitale Revolution macht auch vor der Energie und Wasserwirtschaft nicht halt. Vieles, was in Zukunft dort eine wichtige Rolle spielen wird, beherrscht IAV bereits aus der Automobilentwicklung – zum Beispiel Simulationen, modellbasierte Methoden, Sensorik sowie die neuesten Ansätze in der Steuer- und Regelungstechnik.

Im Zuge der Energiewende müssen Energieversorger und Netzbetreiber zunehmend mit dezentralen, fluktuierenden Erzeugern zurechtkommen. Darum werden die Netze flächendeckend ausgebaut und mit eigener Intelligenz ausgestattet: Für die „Smart Grids“ der Zukunft sind beispielsweise Optimierungen der Netztopologie, intelligente Regelungstechnik und modellbasierte Methoden (zum Beispiel für virtuelle Sensoren) unverzichtbar – Themen, die IAV teilweise aus der Automobilentwicklung beherrscht, teilweise in den letzten Jahren neu in seinen Methodenbaukasten integriert hat.

Darum sind wir mit unseren interdisziplinären Teams aus Ingenieuren, Physikern und Data Scientists bestens aufgestellt, Kunden aus der Energiewirtschaft zu unterstützen. Sie können von IAV neben einer fundierten Beratung auch Tools für die Netzplanung, Optimierungsrechnungen als Engineering-Dienstleistung oder komplette Produktlösungen erwarten – etwa für eine intelligente Echtzeitbetriebsführung von Windenergieanlagen (WEA), wie IAV sie im Forschungsprojekt „eco4wind“ entwickelt hat und die die neuesten Forschungsergebnisse aus der Regelungs- und Automatisierungstechnik nutzt. Die Ergebnisse versprechen eine höhere Ausbeute von WEAs, eine zuverlässigere Energieversorgung und die Erschließung neuer Aufstellungsstandorte.

Hinter eco4wind verbirgt sich ein Baukastensystem, das eine vollkommen neue und intelligente Art der Planung und Führung der Betriebsdynamik ermöglicht. Damit lässt sich die konventionelle Drehzahl-, Leistungs-, Turmdämpfungs- und Triebstrangdämpfungsregelung revolutionieren. Die Folge: Durch einen gesteigerten Energieertrag bei sinkenden Materialkosten gehen die Stromgestehungskosten zurück. Zudem nimmt die Zuverlässigkeit der Energieversorgung aus WEAs zu: Der Bedarf an Regelenergie sinkt bzw. WEAs werden sogar in der Lage sein, selbst Regelenergie zu liefern. Hinzu kommt, dass sich dank der Ergebnisse von eco4wind künftig neue Standorte für WEAs erschließen lassen.

Eine optimierte und klimafreundliche Energieversorgung für Quartiere ist das Ziel des Quartier-Energiemanagementsystems (QEMS) von IAV. In der Auslegungsphase können Kunden aus der Wohnungs- oder Energiewirtschaft mit der Hilfe dieses Softwaretools detailliert simulieren, welche Komponenten im geplanten Energiemanagementsystem sinnvoll sind, wie man sie dimensionieren sollte und welche Betriebsstrategie später die besten Ergebnisse liefert. Durch eine intelligente Regelung lässt sich auch die Belastung des öffentlichen Stromnetzes verringern und dadurch Fördermöglichkeiten für netzdienliches Verhalten nutzen.

IAV kann auch eine automatisierte Regelung aller Energieströme bis hin zu einem ganzheitlichen, smarten Energiemanagement realisieren. Wenn wir zusätzlich das „Smarte Energiemanagement“ eines Quartiers übernehmen, nutzen wir unter anderem aktuelle Wettervorhersagen und die Terminkalender der Bewohner, um intelligente Vorhersagen zur Energieproduktion und zum Verbrauch zu erstellen – die Grundlage für maximale Effizienz des gesamten Systems.

Neben der Energiewirtschaft befindet sich auch die Wasserwirtschaft mitten in der digitalen Transformation und ist auf dem Weg zur „Wasserwirtschaft 4.0“, die stärker auf Automatisierung und künstliche Intelligenz setzt.

Wegen des Klimawandels sind die Unternehmen beispielsweise zunehmend mit Starkregenereignissen konfrontiert, die lokal auftreten und sich mit konventionellen Methoden nicht vorhersagen lassen. Im Projekt „MobileView“ haben wir darum eine Brücke zwischen Wasserwirtschaft und Automotive geschlagen: Vernetzte Regensensoren in Fahrzeugen dienen als rollende Messstationen, deren Daten in der Cloud ausgewertet werden. Mit ihrer Hilfe lassen sich Starkregenereignisse rechtzeitig erkennen – es bleibt den Wasserwerken und dem Hochwasserschutz dadurch noch genügend Zeit, um Gegenmaßnahmen zu ergreifen.

Für die Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft haben wir einen akustischen Sensor entwickelt, der Regenereignisse detektiert und zur Bewertung von Versicherungsfällen dient. Es gibt aber noch viele weitere interessante Anwendungen, die von unserem Engineering-Know-how profitieren können: Mit digitaler Sensortechnik lassen sich zum Beispiel Wasserstände, Durchflüsse und die Wasserqualität kontrollieren. Kameras können die Effektivität der Wasserreinigung in Kläranlagen analysieren. Und Augmented Reality (AR) bietet sich an, um neue Produkte und Lösungen mithilfe einer AR-App bei Interessenten aus der Wasserwirtschaft zu präsentieren.

Dank unserer Kenntnisse von Technologien und Methoden aus dem Automotive-Bereich können wir Kunden aus der Wasserwirtschaft bei der digitalen Transformation umfassend unterstützen – zum Beispiel durch Beratung, Lösungen für die Datenfusion, den Aufbau von Datenbanken und die Vorbereitung ihrer Daten für eine spätere Analyse.

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