{"id":901,"date":"2024-05-31T09:07:59","date_gmt":"2024-05-31T07:07:59","guid":{"rendered":"https:\/\/www.asimute.uha.fr\/de\/?p=901"},"modified":"2024-06-04T08:14:22","modified_gmt":"2024-06-04T06:14:22","slug":"entwicklung-einer-kunstlichen-intelligenz-zur-vorhersage-des-energieverbrauchs-mithilfe-von-nilm-fur-die-optimale-nutzung-von-pv-anlagen-in-kombination-mit-warmepumpen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.asimute.uha.fr\/de\/2024\/05\/31\/entwicklung-einer-kunstlichen-intelligenz-zur-vorhersage-des-energieverbrauchs-mithilfe-von-nilm-fur-die-optimale-nutzung-von-pv-anlagen-in-kombination-mit-warmepumpen\/","title":{"rendered":"Entwicklung einer k\u00fcnstlichen Intelligenz zur Vorhersage des Energieverbrauchs mithilfe von NILM f\u00fcr die optimale Nutzung von PV-Anlagen in Kombination mit W\u00e4rmepumpen"},"content":{"rendered":"\t\t<div data-elementor-type=\"wp-post\" data-elementor-id=\"901\" class=\"elementor elementor-901\" data-elementor-post-type=\"post\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-408622d4 e-flex e-con-boxed e-con e-parent\" data-id=\"408622d4\" data-element_type=\"container\" data-e-type=\"container\">\n\t\t\t\t\t<div class=\"e-con-inner\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-7091570f elementor-widget elementor-widget-global elementor-global-53 elementor-widget-breadcrumbs\" data-id=\"7091570f\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"breadcrumbs.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t<p id=\"breadcrumbs\"><span><span><a href=\"https:\/\/www.asimute.uha.fr\/de\/\">Accueil<\/a><\/span><\/span><\/p>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-74caed1f e-flex e-con-boxed e-con e-parent\" data-id=\"74caed1f\" data-element_type=\"container\" data-e-type=\"container\">\n\t\t\t\t\t<div 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class=\"elementor-post-navigation__prev elementor-post-navigation__link\">\n\t\t\t\t<a href=\"https:\/\/www.asimute.uha.fr\/de\/2024\/05\/31\/online-designtool-fur-bidirektionale-fahrzeugsysteme-in-privathaushalten\/\" rel=\"prev\"><span class=\"post-navigation__arrow-wrapper post-navigation__arrow-prev\"><svg aria-hidden=\"true\" class=\"e-font-icon-svg e-fas-angle-left\" viewBox=\"0 0 256 512\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\"><path d=\"M31.7 239l136-136c9.4-9.4 24.6-9.4 33.9 0l22.6 22.6c9.4 9.4 9.4 24.6 0 33.9L127.9 256l96.4 96.4c9.4 9.4 9.4 24.6 0 33.9L201.7 409c-9.4 9.4-24.6 9.4-33.9 0l-136-136c-9.5-9.4-9.5-24.6-.1-34z\"><\/path><\/svg><span class=\"elementor-screen-only\">Pr\u00e9c\u00e9dent<\/span><\/span><span class=\"elementor-post-navigation__link__prev\"><span class=\"post-navigation__prev--label\">Vorherige WP<\/span><\/span><\/a>\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<div class=\"elementor-post-navigation__next elementor-post-navigation__link\">\n\t\t\t\t<a href=\"https:\/\/www.asimute.uha.fr\/de\/2024\/06\/03\/multikriterielle-optimierung-zur-effizienten-steuerung-der-heizungsanlagen-von-wohngebauden\/\" rel=\"next\"><span class=\"elementor-post-navigation__link__next\"><span class=\"post-navigation__next--label\">N\u00e4chstes WP<\/span><\/span><span class=\"post-navigation__arrow-wrapper post-navigation__arrow-next\"><svg aria-hidden=\"true\" class=\"e-font-icon-svg e-fas-angle-right\" viewBox=\"0 0 256 512\" xmlns=\"http:\/\/www.w3.org\/2000\/svg\"><path d=\"M224.3 273l-136 136c-9.4 9.4-24.6 9.4-33.9 0l-22.6-22.6c-9.4-9.4-9.4-24.6 0-33.9l96.4-96.4-96.4-96.4c-9.4-9.4-9.4-24.6 0-33.9L54.3 103c9.4-9.4 24.6-9.4 33.9 0l136 136c9.5 9.4 9.5 24.6.1 34z\"><\/path><\/svg><span class=\"elementor-screen-only\">Suivant<\/span><\/span><\/a>\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-7c8ffc6d elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"7c8ffc6d\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<div id=\"lipsum\"><p>Die Forschungsfrage, die hier im Vordergrund steht ist die Untersuchung des Produktions- und Verbrauchsverhalten und deren Optimierung mit den beiden Technologien KI und NILM. Es soll ein Prototyp entwickelt werden, welcher den Energieverbrauch einzelner, f\u00fcr den gesamtverbrauch relevanter, Ger\u00e4te prognostiziert und mit diesen Erkenntnissen die W\u00e4rmepumpe optimiert regelt. Der W\u00e4rmepumpe als zentraler Verbraucher kommt hierbei besondere Bedeutung zu, da diese durch optimiertes regeln den Eigenverbrauch ma\u00dfgeblich beeinflussen kann. Insbesondere die Kombination PV-Anlage, W\u00e4rmepumpe mit Batteriespeicher bietet ein hohes Potential zur Optimierung des Eigenverbrauchs. Das Arbeitspaket wird \u00fcber den gesamten Projektzeitraum durchgef\u00fchrt.<\/p><p>W\u00e4hrend bisherige Simulationsverfahren zur Prognostizierung des Eigenverbrauchs auf sehr stark vereinfachte Daten wie den Jahresverbrauch oder die installierte Peak-Leistung der PV-Anlage zur\u00fcckgreifen wird hier bereits f\u00fcr die Auslegung einer PV-Anlage in Kombination mit einer W\u00e4rmepumpe mit oder ohne Energiespeicher der individuelle Energieverbrauch zugrunde gelegt. Um dies praktisch zu Realisieren wird ein Messsystem \u00fcber einen bestimmten Zeitraum installiert, um m\u00f6glichst viele Verbrauchsdaten zu erfassen. Eine Forschungsfrage hierbei ist die Dimensionierung des Messzeitraums. Wie lange m\u00fcssen Verbrauchsdaten gemessen und analysiert werden, um ein grundlegendes Nutzerprofil f\u00fcr die Auslegung der PV Anlage und des Energiespeichers zu erreichen. Hierbei ist eine m\u00f6glichst kurze Messperiode von Vorteil. Ob sich aus den Messdaten ein verallgemeinerndes Nutzerprofil ableiten l\u00e4sst, ist es weiteren zu untersuchen.<br \/>Ein weiteres Ziel des WPs ist es den Eigenverbrach existierender Anlagenkombinationen aus PV und W\u00e4rmepumpen zu optimieren. Hierbei wird ausgenutzt, dass die von der W\u00e4rmepumpe ben\u00f6tigte Energie in der Regel nicht unmittelbar ben\u00f6tigt wird da Heizungssysteme in der Regel sehr tr\u00e4ge sind. Durch optimiertes Regeln der W\u00e4rmepumpe kann somit der Eigenverbrach verbessert werden. Ist ein Energiespeicher verf\u00fcgbar kann dieser den Eigenverbrauch weiter erh\u00f6hen. Um eine weitere Optimierung vornehmen zu k\u00f6nnen kann eine Prognose des Haushaltsverbrauchs helfen. Um hier eine m\u00f6glichst exakte Prognose zu erhalten werden relevante Verbraucher im Haushalt geclustert, so dass beispielsweise beim Einschalten der Waschmaschine klar ist, mit welchem zus\u00e4tzlichen Verbrauch die n\u00e4chsten Stunden gerechnet werden kann.<\/p><p>Die folgenden Ma\u00dfnahmen sind innerhalb des WP8 geplant:<\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-98fa3b8 elementor-widget__width-initial elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"98fa3b8\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<div id=\"lipsum\"><ul><li>Ausarbeitung \u00fcber den Stand der Technik zur Optimierung des Eigenverbrauchs bei PV-Anlagen in Kombination mit W\u00e4rmepumpen und Energiespeichern<\/li><li>Analyse existierender PV-Datens\u00e4tze: Hierbei werden Datens\u00e4tze mit einer m\u00f6glichst hohen Aufl\u00f6sung &lt;1min idealerweise 1 Hz ben\u00f6tigt<\/li><li>Analyse existierender Datens\u00e4tze von Haushaltsverbr\u00e4uchen insbesondere mit W\u00e4rmepumpen: Hierbei werden Datens\u00e4tze mit einer m\u00f6glichst hohen Aufl\u00f6sung &lt;1min idealerweise 1 Hz ben\u00f6tigt<\/li><li>Erg\u00e4nzende Messungen von Privathaushalten mit W\u00e4rmepumpen sowie PV-Analgen<br \/><ul><li style=\"list-style-type: square;\">Auswahl von Messeinrichtungen zum Langzeit Datenlogging<\/li><li style=\"list-style-type: square;\">Einrichtung geeigneter Schnittstellen zur Datenerfassung von PV und Energiespeicher<\/li><li style=\"list-style-type: square;\">Einrichtung eines Servers zum sicheren Fernzugriff auf die Messeinrichtungen zur zeitnahen Auswertung und \u00dcberwachung der Datenerfassung<\/li><\/ul><\/li><li>Synchronisation unterschiedlicher Datens\u00e4tze sowie Zusammenf\u00fchrung der Datens\u00e4tze<\/li><li>Auswertung der Messergebnisse und erstellen von Modellen zur Analyse des Eigenverbrauchs<\/li><li>Clustering der f\u00fcr den Gesamtverbrauch relevanten Verbraucher<\/li><li>Erstellung eines Modells zur verbesserten Vorhersage des Stromverbrauchs<\/li><li>Erstellung einer Simulationsumgebung zur Optimierung des Eigenverbrauchs unter Ber\u00fccksichtigung der unterschiedlichen Produktions- und Verbrauchsdaten<\/li><li>Erstellung eines Vorhersagemodells zur optimierten Auslegung von PV und Energiespeicher<\/li><\/ul><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-39f08f0 elementor-widget elementor-widget-text-editor\" data-id=\"39f08f0\" data-element_type=\"widget\" data-e-type=\"widget\" data-widget_type=\"text-editor.default\">\n\t\t\t\t<div class=\"elementor-widget-container\">\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t<div id=\"lipsum\"><p>Diese WP ist eng verzahnt mit allen anderen WPs. Insbesondere k\u00f6nnen die Erkenntnisse welche in <a href=\"\/de\/2024\/05\/31\/erforschung-und-vorschlag-zur-harmonisierung-des-rechtlichen-rahmens-fur-eigenverbrauch-in-deutschland-frankreich-und-der-schweiz\/\">WP6<\/a> gewonnen werden genutzt werden um ein Model zu erstellen, welches L\u00e4nderspezifische Gegebenheiten ber\u00fccksichtigt. Durch eine Verkn\u00fcpfung mit <a href=\"\/de\/2024\/05\/31\/online-designtool-fur-bidirektionale-fahrzeugsysteme-in-privathaushalten\">WP7<\/a> und <a href=\"\/de\/2024\/05\/31\/entwicklung-einer-kunstlichen-intelligenz-zur-vorhersage-des-energieverbrauchs-mithilfe-von-nilm-fur-die-optimale-nutzung-von-pv-anlagen-in-kombination-mit-warmepumpen\/\">WP8<\/a> k\u00f6nnen die Vorteile des bidirektionalen Ladens von Autos und Geb\u00e4ude und Heizungsmodelle zur Optimierung des Eigenverbrauchs genutzt werden. Von den synchronisierten Datens\u00e4tzen welche PV-Erzeugung sowie Energieverbrauch der Haushalte und W\u00e4rmepumpen enthalten k\u00f6nnen insbesondere WP6 bis <a href=\"\/de\/2024\/06\/03\/robuste-dezentrale-energiemanagementmethoden-mit-geringem-datenaustausch-und-hoher-interoperabilitat\/\" rel=\"noopener\">WP13<\/a> genutzt werden.<\/p><p>Es ist geplant ein Algorithmus auf einem Embedded System zur Echtzeitoptimierung des Eigenverbrauchs zu entwickeln und zu implementieren.<\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-2ebbddb2 e-con-full e-flex e-con e-child\" data-id=\"2ebbddb2\" data-element_type=\"container\" data-e-type=\"container\" data-settings=\"{&quot;background_background&quot;:&quot;classic&quot;}\">\n\t\t<div class=\"elementor-element elementor-element-57856f99 e-con-full e-flex e-con e-child\" data-id=\"57856f99\" data-element_type=\"container\" data-e-type=\"container\">\n\t\t\t\t<div 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Es soll ein Prototyp entwickelt werden, welcher den Energieverbrauch einzelner, f\u00fcr den gesamtverbrauch relevanter, Ger\u00e4te prognostiziert und mit diesen Erkenntnissen die W\u00e4rmepumpe optimiert regelt. 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