Das 240 Hektar umfassende Gebiet von Aspern ist eines der größten europäischen Stadtentwicklungsprojekte. Bis 2028 entstehen hier bezahlbare Wohnungen für rund 25.000 Menschen. Gleichzeitig ist Aspern ein technologisches Testlabor dafür, wie Städte energieeffizienter werden können.

Aspern Smart City Research GmbH (ASCR) ist ein Joint Venture unter Beteiligung des Technologiekonzerns Siemens, der Stadt Wien sowie eines Netzbetreibers und eines Energieversorgers. Teradata unterstützt die Partnerunternehmen dabei, wichtige Erkenntnisse aus den zahlreichen anfallenden Daten zu ziehen – und hilft damit wichtige Einblicke in Energieverbrauch und -erzeugung zu gewinnen. Siemens‘ koordinierter Forschungsplan soll die Stadt zu einer Versuchsumgebung für die Integration von Technologien machen, die Energieeffizienz und nachhaltige Stadtentwicklung fördern.

Wichtige Erkenntnisse im Kampf gegen den Klimawandel

Die als „Aspern – Die Seestadt Wiens“ bekannte Technologiehochburg könnte wichtige Erkenntnisse für andere Städte weltweit liefern. Denn der Kampf gegen den Klimawandel findet vor allem in den Städten selbst statt: Sie sind für circa 75 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs und für 85 Prozent aller Treibhausgasemissionen verantwortlich.

Damit die Partnerunternehmen in Aspern möglichst viele Erkenntnisse rund um Energieverbrauch und -erzeugung gewinnen, testet das Projekt unterschiedliche Technologie-Kombinationen. Installiert sind neben Photovoltaik-Modulen und Wärmepumpen auch unterschiedliche Lösungen zur Energiespeicherung. Die Bewohner selbst sind ebenfalls aktiv beteiligt: Derzeit können mehr als 100 Haushalte ihre Heizung, Lüftung sowie diverse Haushaltsgeräte in ihren Wohnungen per Smartphone oder Tablet ansteuern und mit einer App ihren Stromverbrauch detailliert managen. Nutzer erhalten so Einblicke in die komplexe Dynamik des Energiesystems; Forscher gewinnen Erkenntnisse über das Nutzerverhalten.

Mit der ausdrücklichen Genehmigung der Haushalte sammelt ASCR Daten für das Forschungsprojekt, unter anderem zum Stromverbrauch, zur Luftqualität und zur Raumtemperatur. Diese werden mit Daten aus dem Stromnetz sowie Echtzeit-Informationen über das Wetter zusammengeführt. Zudem wurde Asperns neues Niederspannungsnetz mit einem Netzwerk aus Sensoren für die Echtzeitmessung der Netzwerkdaten ausgestattet.

Herausforderung Datenintegration

Um die anfallenden Datenmassen auszuwerten, sind neben Technologien für das Energiemanagement in intelligenten Gebäuden auch Lösungen zur Verwaltung großer und polystrukturierter Datenmengen – Stichwort Big Data – entscheidend. Denn die Daten aus den unterschiedlichen Quellen bergen potenziell wertvolle Informationen, können aber vollkommen unterschiedlich strukturiert sein. Mittels verschiedener Tools werden sie zunächst in eine einheitliche Plattform – das Teradata Data Warehouse – geladen. Dort können sie dann effizient verarbeitet und gemeinsam analysiert werden.

Diese Big Data-Architektur ermöglicht zwei Arten von Analysen: Einerseits können Forscher klassische Business Intelligence betreiben. Sie werten einfach strukturierte Daten wiederholt nach dem gleichen Muster aus, generieren Kennzahlen und können so aus unterschiedlichen Gegebenheiten, wie beispielsweise Sonnenschein oder Regen, wertvolle Rückschlüsse ziehen. Einen Schritt weiter geht Discovery Analytics. Diese Art von Analysen erlauben es den Forschern neue, bisher unbekannte Zusammenhänge und Erkenntnisse aus den Daten zu gewinnen, basierend auf allen Daten jedweder Struktur.

Eine Vielzahl an Forschungsthemen

Die hochmoderne Kombination von IT-Infrastrukturen eröffnet den Joint Venture-Partnern Einblicke in die Wechselbeziehungen zwischen den zugrundeliegenden Systemen. Dabei konzentriert sich die Forschung nicht nur auf die Optimierung des Energieverbrauchs in den Gebäuden, sondern auch auf das Potential der Gebäude, flexibel Energie zu erzeugen und ins Netz einzuspeisen. Das Stromnetz ist derart mit dem Energiemarkt vernetzt, dass Synergieeffekte entstehen und bewertet werden können.

Vom Gebäudemanagement bereitgestellte Daten werten Wissenschaftler aus, um die Beziehungen zwischen den Variablen sowie die sowohl das Netz als auch die Gebäude betreffenden Faktoren zu verstehen. Dafür entwickeln sie spezielle Algorithmen, um die Daten gezielt auswerten zu können. Die daraus resultierenden Informationen werden zukünftig an Bedeutung gewinnen, wenn es darum geht, die erneuerbaren Energiesysteme bestmöglich zu integrieren.

Und auch die nächsten Forschungsziele sind bereits gesetzt: Die Big Data-Architektur erlaubt es den Forschern in Zukunft zu analysieren, welche Auswirkungen unterschiedliche Energiequellen in verschiedener Kombination und unter wechselnden Wetterbedingungen auf das Netz und die Gebäude haben.