Intelligente Energieanlagen-Optimierung: Mit KI zur noch effizienteren Wärmeerzeugung.

Künstliche Intelligenz ist bereits in die ersten Heizkeller eingezogen: Gemeinsam mit VK Energie optimieren wir Energieanlagen, die heizen, kühlen und Strom erzeugen – dank KI-gestützter Prognosedaten. Auf Basis dieser Prognosen erstellen wir von GASAG Solution Plus einen individuellen Fahrplan für jeden Strom-, Wärme- und Kälteerzeuger, wie beispielsweise Blockheizkraftwerke (BHKW). Die besonders hohe Prognosegenauigkeit der KI ermöglicht uns eine effizientere Steuerung von Energieanlagen als je zuvor.

Ohne Prognosedaten ist lediglich eine konventionelle Einstellung der Heizkurve möglich. Diese basiert in der Regel auf Standard-Lastprofilen und kann auf unerwartete Wetterumschwünge oder ein plötzliches Steigen beziehungsweise Fallen des Energiebedarfs in einem Gebäude nicht reagieren. Die Folgen: Fossil betriebene Spitzenlastkessel kommen oft zum Einsatz, der Verschleiß der gesamten Anlage ist recht hoch, Speicherkapazitäten werden nicht optimal genutzt und ein erhöhter Wärmebedarf kann teilweise nur verzögert bedient werden.

Mit der KI-basierten Softwarelösung von VK Energie lässt sich die Heizkurve einer Energieanlage jetzt ganz individuell optimieren. Dazu erstellen wir einen sogenannten digitalen Zwilling der Anlage, für den die KI tagesaktuelle Prognosen generiert. In diese Prognosen fließen Einflussfaktoren wie Wetterdaten, Verbrauchsanalysen und historische Energiebedarfe mit ein, die für das Gebäude und seine Umgebung zur Verfügung stehen. Gleichzeitig wird die künstliche Intelligenz mit Daten aus den bereits vorhandenen Sensoren der Energiezentrale trainiert. Aus all diesen Informationen ermittelt die KI-Software einen optimalen Fahrplan für die Energieanlage. Unsere Anlagenmanagerinnen und -manager entscheiden auf dieser Grundlage, welche Betriebsweise für die Energieanlage die beste ist. Dank der bedarfsgerechten Einstellung der Heizzentrale können wir Ressourcen schonen und gleichzeitig eine verlässliche Wärmeversorgung sicherstellen. Weitere Vorteile:

• Die auf KI-gestützten Prognosen basierenden individuellen Anlagenfahrpläne vermeiden Starts und Stopps des BHKW – sogenannte Taktvorgänge – und minimieren so den Verschleiß der Anlage.
• Gleichzeitig ist es möglich, durch eine aktive Vorbeladung des Energiespeichers den Einsatz des Spitzenlastkessels zu verringern. So steht immer sofort genug Wärme bereit, jedoch ohne die Anlage übermäßig zu beanspruchen. Dadurch lässt sich die Energieanlage noch wirtschaftlicher betreiben.
• Und auch die Energieverbraucherinnen und -verbraucher haben etwas davon: Dank der KI-gestützten Anlagenoptimierung reagiert die Heizzentrale weitsichtiger und schneller auf beispielsweise fallende Temperaturen, sodass Wohnungen und Büroräume immer ausreichend beheizt sind. Gleichzeitig verbessert sich durch die ressourcenschonende Energiezentrale die Energiebilanz des gesamten Gebäudes.

Ein weiterer Vorteil der intelligenten Anlagenoptimierung: Mit den smart gesteuerten BHKW können wir Schwankungen im Stromnetz ausgleichen. So betreiben wir ein BHKW nur dann, wenn kein Überschuss an erneuerbaren Energien im Netz vorhanden ist und damit ein realer Bedarf an flexiblen Kapazitäten existiert. Ist also genug Strom aus Wind-, Solar- und Wasserkraft im Netz, läuft die Energieanlage mit grünem Strom. Bei einer Dunkelflaute hingegen springt das BHKW an, um zum einen die eigene Energiezentrale zu betreiben und zum anderen überschüssigen Strom in das öffentliche Netz einzuspeisen.

Zwar erproben wir den Einsatz künstlicher Intelligenz aktuell zunächst an fossil betriebenen Blockheizkraftwerken und Power2Heat-Anlagen. Doch die intelligente Optimierung ist perspektivisch auch bei komplett grünen Energielösungen möglich. So lassen sich die Umwelt- und Verbrauchsdaten, die die KI ermittelt, ebenfalls nutzen, um Wärmepumpen – sogar in Kombination mit Photovoltaik – optimal zu steuern. Dann können wir zukünftig auch für diese grünen Wärmeerzeuger weitere Effizienzvorteile heben und einen erneuerbaren Strombezug ermöglichen.

Das bedeutet gleichzeitig: Dank der intelligenten Anlagenführung können auch ältere, nicht vollständig sanierte Bestandsgebäude mit Wärmepumpen beheizt werden. Ohne KI-Optimierung würden Altbauten eine zu hohe Vorlauftemperatur benötigen, als dass sich eine Wärmepumpe effizient einsetzen lässt. Mit einer energetischen Anlagenoptimierung machen wir in Zukunft mehr Bestandsgebäude Wärmepumpen-ready – ein weiterer Schritt in der Transformation der Wärmeversorgung.

In einem Wohngebäude im Berliner Norden optimieren wir mithilfe der künstlichen Intelligenz von VK Energie bereits eine Bestandsanlage. Zwei Kessel und zwei BHKW versorgen rund 3.000 Wohnungen in dem Bestandsquartier. Die BHKW tragen dabei 30 Prozent der Wärmeversorgung. Dank tagesaktueller Prognosen können wir hier die Heizanlage optimal steuern und jederzeit für ausreichend Wärme in den Wohnungen sorgen.