Mit der Energiewende verändert sich auch die Energieerzeugung: Bisher wurde diese hauptsächlich zentral in großen Anlagen gewonnen. Mit der Erzeugung erneuerbarer Energie in dezentralen Anlagen, wie z. B. in Wind-, Solar- oder Biokraftwerken, treten neue Akteure in den Energiemarkt ein. Im WindNODE-Projekt war daher eine der zentralen Fragen: Wie können die Stromnetze auch dann stabil gehalten werden, wenn mittelfristig bis zu 65 Prozent des Stroms aus erneuerbaren Quellen stammen?

Damit erneuerbare Energie ins Stromnetz eingespeist werden kann, bedarf es flexibler Informations- und Kommunikationsinfrastrukturen. Fraunhofer FOKUS hat daher im Projekt den Entwurf, die Umsetzung und den Pilotbetrieb einer Energiedaten- und Energiediensteplattform sowie die Bereitstellung eines privaten Blockchain-Netzwerks übernommen. Die Plattform ermöglicht es, energierelevante Daten, wie z. B. Einspeisedaten, Akteuren im Energiemarkt zur Weiterverarbeitung zur Verfügung zu stellen. Wichtig dabei war, dass sie auf offenen Standards basiert und einen sicheren, interoperablen Datenaustausch bei geringen Integrationskosten ermöglicht.

»Die Energiewende ist ein wichtiger Baustein für eine nachhaltige Entwicklung im Sinne einer ökologisch intakten, ökonomisch erfolgreichen und sozial ausgewogenen Welt. Dieser Verantwortung fühlen wir uns verpflichtet und durch unsere Arbeiten tragen wir einen Teil zu einer offenen Vernetzung aller Akteure bei, die eine zwingende Grundlage für diese digitale Transformation des Energiesystems darstellt«, sagt Dr. Alexander Willner, Leiter Industrial Internet of Things (IIoT) Center von Fraunhofer FOKUS.

Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeit der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler lag in der informationstechnischen Modellierung und Nutzung von Flexibilitäten dezentraler Anlagen. Mit solchen Flexibilitäten sind mögliche zeitliche Anpassungen von Verbrauch oder Erzeugung elektrischer Leistung gemeint. Eine Bündelung dezentraler Flexibilitäten ermöglicht deren Vermarktung, um diese beispielsweise zur Vermeidung von Netzengpässen oder Disbalancen von Verbrauch und Erzeugung zu nutzen. Darüber hinaus wurden Anforderungen an eine IuK-technische Erweiterung des VHPready-Standards abgeleitet und in einem Lastenheft dokumentiert. VHPready (Virtual Heat and Power Ready) ist ein offener Industriestandard zur Steuerung von dezentralen Stromerzeugungsanlagen, Verbrauchern und Energiespeichern über eine zentrale Leitstelle.

»Ein adäquates Datenmodell für Flexibilitäten in Verbindung mit einem Kommunikationsprotokoll ist Voraussetzung für eine standardisierte, digital unterstützte Nutzung dezentraler Flexibilitäten. Um dieses Potential zu heben, sind neben den technischen Voraussetzungen auch entsprechende Freiräume, Geschäftsmodelle und wirtschaftliche Anreize nötig«, sagt Dr. Armin Wolf, Leiter des IT4Energy-Zentrums von Fraunhofer FOKUS.

Im Anschluss an das Projekt werden die entwickelten Technologien von Fraunhofer FOKUS in verschiedenen Forschungs- und Industrieprojekten weiter genutzt und fortgeschrieben. Eine erste Anwendung ist beispielsweise das Open Source Datenmanagement-Ökosystem »piveau« für den öffentlichen Sektor.