Wir gestalten die Digitalisierung zuhause und in der Smart City

Ziel des Forschungsvorhabens SiDaFab ist die Entwicklung einer neuen IT-Sicherheitslösung für das Industrie-4.0-Umfeld. Diese soll sowohl durch hardware- als auch durch softwarebasierte Sicherheitskomponenten den Schutz vor Datendiebstahl und -manipulation deutlich steigern.

Zur Projektseite

Das Callia-Projekt beleuchtet, inwieweit ein direkter Lastausgleich benachbarter Verteilnetze zweier Länder die Integration Erneuerbarer Energien erleichtert.

Ein lokaler Ausgleich Erneuerbarer Energien auf Verteilnetzebene könnte die Abregelung von EE-Anlagen minimieren, die Belastung der Übergabestellen zwischen Übertragungs- und Verteilnetzen reduzieren und den Ausgleich zwischen lokalen Verteilnetzen und übergeordneten Übertragungsnetzen vereinfachen. Zudem werden Energieverluste vermindert, da lokale Erzeugung und Verbrauch in Grenzregionen ausbalanciert werden können, ohne alle Spannungsebenen in einer „nach oben - hinüber - nach unten“-Trajektorie durchschreiten zu müssen. Resultat wäre eine effizientere Integration dezentraler Energien und eine Stabilisierung des gesamteuropäischen Energienetzes.

Die steigende Integration von dezentralen Einspeisern und Lasten, insbesondere in der Verteilungsnetzebene, stellt den Netzbetrieb und die Netzplanung vor neue Herausforderungen.
Zukünftig ist die Vernetzung und Kommunikation einer Vielzahl energietechnischer Komponenten aus den Bereichen der Zustandserfassung, der Steuerung und Regelung erforderlich. Um einen sicheren und zuverlässigen Netzbetrieb gewährleisten zu können, ist es zwingend notwendig, dass insbesondere Kommunikationsschnittstellen und -strukturen mit vermindertem physikalischem Zugangsschutz (z.B. bei Erzeugungsanlagen in Endkundenhand) keinen externen Eingriff in den Netzbetrieb haben. 
Das Projekt SEnCom soll sicherheits- und zuverlässigkeitsrelevante Herausforderungen bei der Integration von Kommunikationsinfrastruktur in die Verteilungsnetze aufdecken und sowohl die Möglichkeit von externen Eingriffen in die Kommunikationssysteme als auch deren Auswirkungen auf den Netzbetrieb analysieren. 

Die Analyse wird auf aktuellen Arbeiten von devolo, der Hochschule Rhein-Main, der Hochschule Bremen, der RWTH Aachen University und der P3 Group aufbauen.

Im Verbundprojekt „Erfassung der niederspannungsseitigen Netzzustandgrößen in Echtzeit“ (ENERGIE) erforscht devolo zusammen mit den Stadtwerken Krefeld Netze GmbH, Janitza electronics GmbH sowie den akademischen Partnern Hochschule Düsseldorf und Universität Duisburg-Essen die Anwendung der G3-PLC Technologie auf Verteilnetzebene. Übergeordnetes Ziel ist es, den Netzzustand nur an strategisch wichtigen Punkten auf der Niederspanungsseite sensorisch zu ermitteln und diese Daten für Netzplanungs- und Betriebsangelegenheiten der Netzführung zu verwenden. Dieser Ansatz entspricht nicht den bisherigen Konzepten, die eine flächendeckende Ausrüstung mit Smart Metern vorsehen und ist bislang einzigartig. Mit Hilfe mathematischer Verfahren (bspw. state estimation) sollen die Netzzustände in Echtzeit orts- und zeitbezogen berechnet werden. Die Ergebnisse und Erkenntnisse aus diesem Projekt werden im Rahmen eines realen Feldtests auf Ihre Praxisrelevanz untersucht und statistisch ausgewertet.

Beim SmartLive-Projekt steht die Nutzerfreundlichkeit von Smart Home Systemen im Forschungsfokus. Die aktive Einbindung von Endverbrauchern stellt sicher, dass erarbeitete Lösungen mit dem Bedarf der Nutzer überein stimmen.

devolo liefert in diesem Projekt Hard- und Software (devolo Home Control) und optimiert mit den Forschungserkenntnissen seine Smart Home Lösung. Als Powerline-Pionier steuert devolo zudem wertvolle Erfahrungen aus dem Bereich Heimvernetzung und Smart Grid bei. Die zukünftige Einbindung von Stromzählerdaten und flexiblen Stromtarifen in das Smart Home ist wesentlicher Forschungsbestandteil bei devolo. Dazu gehört auch die Entwicklung einer Steuerbox, die das Ansteuern von beispielsweise Wärmepumpen, Photovoltaik-Anlagen oder Elektromobilen ermöglicht und diese somit in das Smart Home integriert.

Smarte Energienetze benötigen sichere Kommunikation. Aufgrund der Verarbeitung und Zusammenführung personenbezogener Verbrauchsdaten in Messsystemen, sind die gesetzlichen Auflagen bezüglich Datenschutz und Datensicherheit besonders hoch und werden vom Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) im Rahmen sogenannter Schutzprofile und Technische Richtlinien vorgegeben. Im Rahmen des Verbundprojektes „Sichere Powerline-Datenkommunikation im intelligenten Energienetz“ (SPIDER) erforschen und entwickeln führende Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Hochschulen Konzepte zur sicheren powerline-basierten Datenübertragung in zukünftigen intelligenten Energienetzen. Innovative Ansätze wie Trusted Network Connect, laufende Integritätsmessungen oder auch ein sicherer Bootvorgang sind Kennzeichen der entwickelten Prototypen. Im engen Austausch mit namhaften Anbietern entsprechender Administrations-software stellen die Projektpartner die Einbindung in eine übergelagerte Backend-Infrastruktur sicher. Das Projekt endet mit realen Feldtests und deren Auswertung.

Im Rahmen der Initiative Eureka/Celtic+ zielt das von der EU geförderte Forschungsprojekt ACEMIND (Advanced Convergent and Easily Manageable Innovative Networks Design) auf die Vereinfachung der Installation und Nutzung von Smart Home Komponenten ab - unabhängig von der zugrundeliegenden Kommunikationstechnologie. ACEMIND will zudem ganz konkret auch entsprechende Endgeräte bieten, die bereits mit der verbesserten Selbst-Management-Fähigkeit des Netzwerks ausgestattet sind; darüber hinaus sollen diese Produkte auch ein komfortables Remote-Managements für Netzbetreiber ermöglichen. Die deutschen Beteiligten, devolo und IHP haben sich zudem im Förderprogramm „Das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) innerhalb des Projekts „AUTOCONFIG2.5“ organisiert und so die Basis für eine noch engere Zusammenarbeit untereinander und im Projekt ACEMIND gebildet.

Gemeinsam mit der Universität Duisburg-Essen hat devolo eine E-Mobility-Ladebox entwickelt, die neben dem reinen Ladevorgang auch eine bidirektionale Datenkommunikation zwischen Elektrofahrzeug und Ladestation ermöglicht. Hierzu wurde die Powerline GreenPHY Technologie verwendet, die einen IP-basierten breitbandigen Datenaustausch ermöglicht, wie er bspw. für die Übertragung von Entertainmentdaten oder ein Update des Navigationsgerätes benötigt wird.

FINESCE (Future INternet Smart Utility ServiCEs) ist ein Projekt aus dem 7. Rahmenprogramm der EU. An verschiedenen Standorten in Europa werden durch Future Internet - Public Private Partnerships (FI-PPP) Demonstrationsprojekte im Bereich Smart Energy durchgeführt. Ziel dieser Demonstrationsprojekte ist es, den wachsenden Anforderungen der Dezentralisierung und Schwankungsanfälligkeit des Stromnetzes durch Wind- und Sonnenenergie gerecht zu werden. Powerline-Kommunikation spielt hierbei eine essenzielle Rolle und stellt eine der Schlüsseltechnologien für das Smart Grid dar.

Das Forschungsprojekt UUIS „Ubiquitäre Umwelt-Informationssysteme“ fokussiert ganzheitliche Energiemanagement-Lösungen auf Basis neuer Informations- und Kommunikationstechnologien. Die Entwicklung neuer technischer Lösungen erfolgt in enger Kooperation mit den späteren Anwendern im sogenannten „Living Lab“, also ganz nah an der Praxis. Ziel des Projekts ist, die Anforderungen an betriebliche Informationssysteme zur Verwaltung, Erfassung und Verarbeitung von Umweltdaten mit neuen Smart Energy Technologien und Echtzeitsystemen zusammenzuführen. Auf Basis von Powerline-Kommunikation, tragen die echtzeitnahe Erfassung von Umwelt- und Energiedaten sowie die visuelle Aufbereitung entscheidend dazu bei, die Steuerung und das Management von Energieverbräuchen zu optimieren.

Das europäische Stromnetz wird in Zukunft intelligent sein. Das Förderprojekt StromKOM leistet dazu einen Beitrag. Projektziel war die Entwicklung eines intelligenten Stromzählers mit integrierter G3-Powerline-Technologie.

Von September 2013 bis Ende November 2015 haben die Projektpartner devolo, Universität Duisburg-Essen, Maxim integrated und Terranova einen prototypischen intelligenten Stromzähler entwickelt. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie förderte das Projekt über das Förderprogramm „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand“ (ZIM).

Bei der Entwicklung des 3-phasigen Stromzähler mit integrierter Powerline-Technik standen die hohen BSI-Anforderungen (Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik) an die Datensicherheit im Vordergrund. Darüber hinaus wurde eine hohe EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) sowie eine hohe Robustheit gegen Wechselrichter-Störungen angestrebt.