Am Multi-Touch-Table scheint es plötzlich ganz einfach zu sein: das Für und Wider von Planungsalternativen zu kommunizieren und tragfähige Kompromisse zu finden, in welchen Gebieten Windräder Platz haben oder wie der Strom von A nach B fließen kann. Im Vorfeld und im Hintergrund der interaktiven Visualisierungen allerdings muss »digitale Schwerstarbeit« geleistet werden. Forscher arbeiten an Techniken, um gigantische Datenmengen verarbeiten, intelligent verknüpfen und verstehbar darstellen zu können.

Energie ist der Motor für wirtschaftliche Stabilität und komfortablen Lebensstandard – seit Beginn der industriellen Revolution und nicht weniger für das Zeitalter der Digitalisierung. Ziel der Energiewende ist es, diese Energiebasis zukunftssicher auch in Jahrzehnten noch zu gewährleisten: durch Stromerzeugung aus regenerativen Energiequellen wie Sonne, Wind und Biomasse und durch effizienteren Energieeinsatz. Der Weg dorthin ist für die Gesellschaft und natürlich vor allem für das gesamte Energiesystem eine gigantische Aufgabe. Statt an wenigen Standorten der Großkraftwerke wird ein immer höherer Anteil des Stroms dezentral verteilt über ganz Deutschland und von einer Vielzahl kleinerer Erzeuger produziert. Und da der Ertrag von Sonne und Wind nicht auf Knopfdruck zur Verfügung steht, sondern abhängig von der Witterung stark schwankt, müssen die intelligenten Energienetze von Morgen eine Vielzahl neuer Aufgaben bewältigen: den vorhandenen Strom optimal verteilen, Energiespeicher steuern und bis in die einzelnen Betriebe und Haushalte hinein Stromverbrauch und Energieangebot möglichst effizient miteinander verknüpfen. Die energetische Gestaltung unserer Zukunft ist eine der zentralen Fragestellungen des 21. Jahrhunderts in Deutschland und in den Volkswirtschaften weltweit.

Auf der CeBIT 2015 informieren die Forscher des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD deshalb ausführlich darüber, wie sie mit innovativen Softwarelösungen und neuen Visualisierungstechnologien die Akteure auf allen Ebenen des Energiesystems unterstützen können.

Beispiel 1: Visualisierung für sichere Energienetze

Ansprechpartner: Jörn Kohlhammer
Stromangebot nach Wetterlage: Wo und wie viel Energie Solardächer und Windräder in die regionalen Stromnetze einspeisen, kann sich innerhalb von Minuten ändern. Unter diesen Voraussetzungen die Stabilität der Netze und die Sicherheit der Stromversorgung sicher zu stellen ist für die Stromnetzbetreiber eine äußerst komplexe Aufgabe. Zudem fehlen Erfahrungswerte, um in jeder Netzsituation die richtigen Entscheidungen treffen zu können. Denn mit der Energiewende hat sich die Situation in den Netzen grundlegend gewandelt. Mit neuartigen Visual Analytics-Lösungen des Fraunhofer IGD lassen sich die Vorgänge in den Stromnetzen nun aber detailliert analysieren. So werden Auffälligkeiten leichter sicht- und verstehbar. Weil auf diese Weise auch komplexe Zusammenhänge (eher) »auf einen Blick« erfasst werden können, wird auch die Wirksamkeit möglicher Lösungsansätze leichter überprüfbar. Instabilitäten oder Engpässe in der Stromversorgung können also bereits im Vorfeld erkannt und gezielt entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden.

Beispiel 2: Besser Planen mit dem 3D-Blick

Ansprechpartner: Joachim Rix
Zwischen Experten, Betreibern und Bürgern werden derzeit fast alle Trassen- und Standortplanungen für die notwendige Verstärkung der Stromnetze intensiv diskutiert. Viele der dabei gestellten Fragen, Befürchtungen und Lösungsvorschläge lassen sich anhand der üblichen Planungsunterlagen nur schwer kommunizieren. Im Projekt »3D-Vis« (siehe InnoVisions-Artikel »Energiewende anschaulich planen – 3D-Visualisierung für Bürger und Entscheider«) entwickelten die Forscher von Fraunhofer IGD deshalb eine interaktive 3D-Plattform, mit der Infrastrukturplanungen bereits im Entscheidungsprozess »live« erlebbar werden. Im Mittelpunkt dabei steht ein Multi-Touch-Table, auf dem Geodaten, Fotos und Bauzeichnungen zu realitätsnahen Szenerien verknüpft werden. Experten, Entscheider und Betroffene können die Problematiken per Touch-Bedienung sozusagen »handhaben« und ersehen, wie das Bauvorhaben und mögliche Alternativen von verschiedensten Blickwinkeln und Entfernungen aus wirken.

Beispiel 3: Energieeffizienz miterleben

Ansprechpartner: Wolfgang Müller-Wittig
Am Campus der Nanyang Technology University (NTU) unterstützt das Fraunhofer IDM@NTU, das zum Fraunhofer IGD gehörige Fraunhofer-Forschungszentrum in Singapur, die Universität bei ihrem Vorhaben, Energie- und Wasserverbrauch sowie Wärmeverluste bis 2020 um 35 Prozent zu verringern. Wie sich die Einzelmaßnahmen auf die Energieeffizienz des Campus auswirken, lässt sich jederzeit auf einer interaktiven Infografik mitverfolgen. Wird am Multi-Touch-Table ein einzelnes Gebäude angewählt, zeigen Visualisierungen transparent und leicht verständlich die Entwicklung des Energieverbrauchs. Die kontinuierliche Kommunikation der geplanten und umgesetzten Maßnahmen sowie der Verbrauchsdaten hilft dabei, das Bewusstsein für Fragen der Energieeffizienz zu stärken und liefert direkt vor Ort laufend aktualisierte Basisdaten für die Entscheidungsunterstützung. (stw)

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