National 5G Energy Hub

 

Forschende aus dem Gebiet des Maschinenbaus, der Elektro- und der Kommunikationstechnik bündeln ihr Know-how und starten am 1. Mai 2018 an der RWTH Aachen gemeinsam das Großforschungsprojekt „National 5G Energy Hub“.

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Stephan Groß

Team Leader Energy Management Systems and Data Analytics

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Team Distribution Grid Monitoring and Automation

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In Kooperation mit der TU Dresden und ausgewählten Industriepartnern wird in den kommenden zwei Jahren – Projektphase 1 – daran gearbeitet, den 5G-Mobilstandard für Anwendungen in der Energietechnik, mit speziellem Bezug zur Gebäudeenergietechnik, nutzbar zu machen.

Die kommende fünfte Generation des Mobilfunks „5G“ ermöglicht es, 500 Milliarden Dinge des Internets in Echtzeit miteinander zu verbinden. Während frühere Generationen der Mobilfunknetze hauptsächlich für die Kommunikation für und mit Menschen konzipiert waren, wird mit 5G nun eine Lösung für die Kommunikation zwischen Menschen und Maschinen sowie zwischen Maschinenelementen geschaffen. Dadurch entsteht eine Symbiose zwischen der Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik sowie einer funkbasierten Kommunikationstechnik.

Diese Entwicklung hat entscheidende Auswirkungen auf die Energietechnik und ist eine der Schüsselkomponenten für die erfolgreiche Umsetzung der Energiewende in Deutschland. Die Einführung des 5G Mobilfunkstandards wird in der nächsten Dekade viele der heute kabelgebundenen und starren Übertragungs- und Kommunikationswege zwischen wenigen zentralen Anlagen durch eine funkbasierte und offene Kommunikationsplattform ersetzen. Dadurch wird es möglich, dezentrale und regenerativ dominierte Energieversorgungsstrukturen zu einem funktionierenden System zu verbinden.

Im ersten Schritt des Forschungsvorhabens werden Software und Hardware entwickelt, welche die Kommunikation von energetischen Anwendungen hin zu übergeordneten Systemkomponenten ermöglichen. Mit dieser neuen Toolbox sollen zukünftig alle Anwender dieser Technik einen gesicherten Kommunikationszugang zu energetischen Anlagen und Anwendungen erhalten. Öffentliche Einrichtungen und Unternehmen werden so in die Lage versetzt, direkt nach der geplanten Einführung des 5G Standards im Jahr 2020 neue Produkte und Services im Energiebereich anzubieten.

Die 5G-Technik wird dazu beitragen, dass mit Hilfe skalierbarer Cloud-Anwendungen lokale elektrische Einspeisungen beziehungsweise thermische Bedarfe regional für einen Lastausgleich koordiniert werden können. Dadurch wird die Nutzung volatiler regenerativer Energie unterstützt und die Zuordnung der Erzeugungs- und Speichersysteme kann dynamisch erfolgen. Weiterhin kann die Auslastung der Betriebsmittel erhöht und die Stabilität des Energieversorgungssystems verbessert werden. Auch eine automatisierte Überwachung dieser technischen Systeme, die für eine vorbeugende Instandhaltung verwendet werden kann, ist eine der möglichen Anwendungen dieser neuen Kommunikationsplattform.

 

Projekt in drei Phasen

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Die erste Projektphase beginnt in diesem Jahr und läuft bis Anfang 2020. In dieser Zeit werden die grundlegenden Techniken und Softwarebausteine für den Einsatz der 5G Technik im Energiebereich entwickelt. Im zweiten Projektabschnitt steht der Transfer zu Produkten und Serviceleistungen im Mittelpunkt (2020 bis 2024), wobei insbesondere mittelständische Unternehmen bei ihren Anstrengungen in der Digitalisierung von Produkten und Dienstleistungen unterstützt werden. In der anschließenden Feldtestphase von 2025 bis 2028 werden weiterführende Anwendungen bearbeitet, mit denen die Aufgaben der Energiewende gelöst werden können.

Auf universitärerer Seite sind die TU Dresden und RWTH Aachen an diesem Forschungsvorhaben beteiligt. Seitens der Industrie werden die Deutsche Telekom AG, die E.ON SE, die Techem GmbH und die Ericsson GmbH als Spezialisten für Kommunikationssysteme mitwirken. Assoziierte Partner sind die Landeshauptstadt Dresden sowie der Fachverband VdZ als Dachverband für die Gebäudetechnik. Das Vorhaben wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert und ist Teil der Digitalisierungsstrategie der Bundesregierung.

 

Newsmeldungen

 
21.08.2019

Am 21. und 22. August hat sich das Projektkonsortium des N5GEH Projekts in Aachen beim E.ON ERC getroffen, um die gemeinsame Plattformentwicklung voranzutreiben. Während der zwei Tage wurden Performance Tests analysiert und die gemeinsame Softwareentwicklung homogenisiert.

 
19.07.2018

Der offizielle Startschuss zum Leuchtturmprojekt „National 5G Energy Hub“ wurde am 19.7. mit der Unterzeichnung des Kooperationsvertrages gegeben. Die Universitäten RWTH Aachen, TU Dresden und die Industrieunternehmen Ericsson und Deutsche Telekom starten nun in die erste Projektphase des dreiphasigen vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Großprojektes.

 

Forscher aus dem Gebiet des Maschinenbaus, der Elektro- und der Kommunikationstechnik bündeln für die nächsten zehn Jahre ihr Know-how und arbeiten gemeinsam an dem Ziel, den 5G-Mobilstandard für Anwendungen in der Energietechnik, mit speziellem Bezug zur Gebäudeenergietechnik, nutzbar zu machen.

Die Digitalisierung ist eines der großen, herausfordernden Themen unserer Zeit und wird zukünftig alle Lebensbereiche betreffen. Insbesondere die Medien und der Telekommunikationsbereich nehmen hierbei eine Vorreiterrolle ein. Mit der Einführung der 5G Technologie in den kommenden Jahren werden neue Möglichkeiten geschaffen, moderne funkbasierte Datenübertragungsverfahren auch für klassische Industrien anwendbar zu machen. Besonders die Energietechnik könnte von dieser Entwicklung profitieren, da mit der Energiewende zukünftig viele kleinteilige, dezentral verteilte Anlagen in die bestehende Infrastruktur integriert werden müssen. Dies führt zu einem grundsätzlichen Wandel in den Versorgungsstrukturen von einer zentral ausgerichteten hin zu einer dezentralen, zellularen Versorgungsstruktur, die regional ausgerichtet ist und ein hohes Maß an Flexibilität bereitstellen muss.

Im Rahmen der Projektphase I widmen sich die Projektpartner der strukturellen Einführung funkbasierter Datenübertragungsverfahren in die Energietechnik. Dabei wird die gesamte Bedarfskette von der thermisch orientierten Gebäudeversorgung bis hin zum elektrischen Verteilnetz betrachtet. Unterstützt werden die Kernpartner durch die assoziierten Partner E.ON, Techem, die Landeshauptstadt Dresden sowie den VDZ.

 
30.05.2018

Das Großforschungsprojekt "National 5G Energy Hub" des BMWi startete am ersten Mai. Das Projekt findet in Kooperation mit der TU Dresden, der RWTH Aachen, sowie diversen Industriepartnern statt. Auch das ACS ist in dem Projekt involviert.

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Igor Sowa

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Igor Sowa

Team Advanced Control Methods for Power Systems

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