Energie der nächsten Generation durch künstliche Intelligenz
Künstliche Intelligenz (KI) stellt den Energiemarkt auf den Kopf und die Auswirkungen zeigen sich entlang der gesamten Wertschöpfungskette – von der Erzeugung, zur Verteilung bis zum Verbrauch. Das umfasst zahlreiche Anwendungen, darunter die Optimierung in intelligenten Netzen, Lasten- und Flexibilitätsprognosen, Lastmanagement und Vorhersage-Instandhaltung sowie verschiedene Speicher- und Handelsfunktionen. Spiros Mouzakitis von der nationalen Technischen Universität Athen und Koordinator des EU-finanzierten Projekts I-NERGY sagt: „Dieser explodierenden Nachfrage werden nicht ausreichend robuste, ausgereifte, branchenorientierte KI-Produkte entgegengestellt. Die verfügbaren Produkte sind meist kostspielig zu integrieren und bergen erhebliche Cybersicherheits- und ethische Risiken.“ Über I-NERGY sollte ein Beitrag zu den europäischen Bemühungen geleistet werden, eine Plattform für KI auf Anforderung zu entwickeln. Dafür sollen innovative Anlagen und Dienstleistungen entwickelt werden, die Interessengruppen aus Strom- und Energiesystemen kostengünstig annehmen und ausweiten können, um die Verfahren und ihre Wettbewerbsfähigkeit auszubauen.
Verschiedene KI-gestützte analytische Energiedienstleistungen
Das I-NERGY-Team hat die Systemarchitektur ausgehend von Benutzeranforderungen und einer Analyse der neuesten verfügbaren technischen Lösungen entworfen. Dann wurden Komponenten wie Datendienste, Algorithmen des maschinellen Lernens und Modelle sowie Trainings-/Bewertungswerkzeuge und schließlich die Funktionen der Plattform entwickelt. Der Prototyp wurde in neun Versuchen mit 15 Anwendungsfällen getestet, bei denen die gesamte Wertschöpfungskette im Bereich mit den verschiedenen Zielen und Anforderungen, von Systembetreibern bis zu Investierenden und der Politik, abgedeckt wurden. In den Fällen wurden drei KI-Anwendungsbereiche behandelt: optimierte Strom- und Fernwärmenetze, erneuerbare Energie in Gebäuden, Stadtteilen und Gemeinden sowie Synergien mit anderen energiebezogenen und nicht energiebezogenen Bereichen. Dabei wurde KI konkret angewendet für: Vorhersage-Instandhaltung von Netzanlagen, Betriebsplanung durch Lastenprognosen, Verbrauchs- und Flexibilitätsprognosen für lokale Gemeinden und Ladesäulen für Elektrofahrzeuge sowie die Risikominderung bei Investitionen in Energieeffizienz und die Vorhersage regionaler Auswirkungen des Klimawandels. Laut Mouzakitis gingen aus allen Pilotversuchen vielversprechende Ergebnisse hervor. Mit der KI-Fehleranalyse und der Vorhersage-Instandhaltung für Leistungsschalter wurden Vorfälle zum Beispiel zu 96 % der Zeit richtig eingestuft. Das liegt über dem Ziel von 80 %. Die KI-gestützte Lastverwaltung in Netzen und die Bedarfsprognosen erwiesen sich selbst bei schwankenden Lastprofilen als präzise. „Durch den Austausch von Wissen und Instrumenten mit den Interessengruppen, insbesondere Übertragungsnetzbetreibern, kamen viele positive Rückmeldungen zum Nutzen und der Auswirkung an“, erklärt der leitende Forscher Nuno Pinho da Silva. I-NERGY hat gleichzeitig zwei offene Ausschreibungen für KMU, die KI-gestützte Energiedienstleistungen entwickeln, organisiert. Die Gewinner nahmen an Programmen zu Technologietransfer teil und erhielten Anleitungen der technischen Partner von I-NERGY. So wurden 25 Dienstleistungen und mehr als 76 KI-Assets auf die Plattform für KI auf Anforderung hochgeladen, von der Vorhersage-Instandhaltung von Photovoltaik-Paneelen bis zur Optimierung der Straßenbeleuchtung.
Vertrauen in KI durch praktische Vorteile
Mit den Dienstleistungen von I-NERGY kann die Energieeffizienz gesteigert und Verschwendung reduziert werden. Somit werden gleichzeitig die Klimakrise und Energiearmut angegangen und zahlreiche globale Initiativen unterstützt, darunter die Ziele für nachhaltige Entwicklung, insbesondere Ziel 7 für bezahlbare und saubere Energie. Direkt in Europa wird auch das EU-Gesetz zur künstlichen Intelligenz unterstützt, nach dem Dienstleistungen nach ethischen Leitlinien für vertrauenswürdige KI geprüft werden müssen. „In letzter Zeit kamen Bedenken zu KI auf, doch unsere praktischen Anwendungsfälle zeigen die Vorteile, nämlich eine flexiblere Energiepreisgestaltung für Verbrauchende je nach Verbrauch. Mit der Nachfrageprognose für Ladestationen für Elektrofahrzeuge können Anreize gesetzt werden, zu anderen Zeiten zu laden, beispielsweise wenn Energie aus erneuerbaren Quellen zur Verfügung steht“, sagt Mouzakitis. Derzeit wird den Dienstleistungen von I-NERGY über das EU-finanzierte Projekt DeployAI der letzte Schliff verliehen. Über das Projekt soll eine KI-Plattform für die Industrie und den öffentlichen Sektor aufgebaut werden, aufbauend auf den Grundsätzen Vertrauen, Ethik und Transparenz.
Schlüsselbegriffe
I-NERGY, Energie, KI, Datendienste, maschinelles Lernen, Algorithmen, Strom, Vorhersage, Elektrofahrzeug, Ladestationen, Cybersicherheit, Technologietransfer
