Open Source Planungstool für die Energiewende

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Forschungsteam TU München
Forschungsteam TU München

Wie viel Strom fließt wann und wo durch die Netze? Wo gibt es Engpässe, wo Überkapazitäten? Was passiert, wenn Windräder und Solarzellen zusätzliche Energie einspeisen? Die Antworten auf diese Fragen und genaue Kenntnisse über die Infrastruktur sind für die Umsetzung der Energiewende essenziel – nicht nur in Deutschland, sondern weltweit. Forscher der Technischen Universität München (TUM) sammeln daher per Crowdsourcing Daten, die über eine Open Source Plattform von jedermann genutzt werden können.

Der Vorteil des Crowdsourcing-Projekts ist, dass die gesammelten Daten unzähliger Freiwilliger aus der ganzen Welt genutz werden können. Bereits heute haben Hunderte Nutzer die App auf ihre Smartphones geladen und täglich werden es mehr. Ausgerüstet mit der OpenGridMap-App streifen sie durch München, Berlin, Tokyo und sogar durch Teheran und sammeln Daten über die elektrische Infrastruktur: Hochspannungs- und Niederspannungsleitungen, Trafohäuschen, Umspannungseinrichtungen, Windräder und Solaranlagen. Sie übermitteln Fotos und Standortdaten an den Server in der Informatik-Fakultät der TU München. Dort werden die Informationen analysiert, ausgewertet und am Ende in das Open Source Landkartensystem OpenStreetMap hochgeladen.

Ziel des Projekts ist eine Weltkarte der Stromnetze. „Diese ist eine Grundvoraussetzung für eine Energiewende – nicht nur bei uns, sondern in allen Ländern der Erde. Man kann einen Umbau der Energie-Versorgung nur dann planen, wenn man genau weiß, wo Leitungen liegen, an welchen Stellen der Strom aus den Hochspannungsleitungen transformiert und in die Niederspannungsnetze eingespeist wird“, erläutert Prof. Hans-Arno Jacobsen, Leiter des Lehrstuhls für Energieinformatik und Middleware an der TUM.

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OpenGridMap entwickelt vom Projektteam der TU München ©  TUM

Die Datensammlung liefert die Basis für Simulationen, die zeigen, wie sich die Einspeisung regenerativer Energien auf das Gesamtnetz auswirkt, wo Engpässe oder Überkapazitäten entstehen und wo Speicher gebaut werden könnten. Bisher fehlte für Berechnungen eine solide Datenbasis „Natürlich kennt jeder Energieversorger seine Netze, aber es gibt viele Energieversorger und nur wenige machen ihre Daten öffentlich zugänglich. In den Schwellenländern kommt erschwerend hinzu, dass die Informationen oft nicht einmal digitalisiert sind. Eine Firma zu beauftragen, die Infrastruktur für komplette Kontinente oder gar die ganze Welt zusammenzustellen, wäre für die Forscher unbezahlbar“, erläutert Projektleiter Jose Rivera.

Crowdsourcing als kostengünstige Alternative

Das Team der TU München musste nicht bei Null anfangen. Eine Community von Freiwilligen sammelt bereits seit mehr als 10 Jahren Daten für die Wiki-Weltkarte OpenStreetMap. In diesem öffentlich zugänglichen Datensatz befinden sich auch Informationen zu den Stromnetzen. „Diese sind allerdings zu unvollständig und nicht verifiziert“, erklärt Rivera. „Und genau das wollen wir jetzt ändern.“

Die durch die App übermittelten Informationen werden an der TUM überprüft – ist ein Trafohäuschen wirklich ein Trafohäuschen? – und dann in die Open-Source-Landkarte hochgeladen. Dort wird das Netz der verifizierten Stromnetze immer dichter. Wie ein Geflecht von Adern durchziehen die roten Linien die Karte. Je engmaschiger das Netz der kartierten Punkte, desto mehr Informationen lassen sich generieren. In Garching bei München beispielsweise, wo aufgrund der Nähe zur TUM besonders viele Freiwillige unterwegs sind, konnte der Forscher mit Hilfe eines neuen Algorithmus die Lage der unterirdischen Leitungen berechnen, die zu den Häusern führen.

Offene Plattform für weltweite Nutzung

Die Daten aus dem Projekt sollen Ingenieuren und Wissenschaftlern auf der ganzen Welt zur Verfügung stehen. „Mögliche Anwendungen für die OpenGridMap gibt es viele“, betont Prof. Jacobsen: „Man könnte untersuchen, ob es möglich ist, ein Bundesland wie Bayern energieautark zu machen.“ Bei Projekten zur Verbesserung der Infrastruktur in Schwellen- und Entwicklungsländern sollen die Karten auf einen Blick zeigen, wie weit ein Dorf beispielsweise von der nächsten Stromleitung entfernt ist.

Kein Wunder also, dass das Projekt OpenGridMap auf großes Interesse stößt und von Förderern aus der Wirtschaft, wie Siemens oder der Weltbank, unterstützt wird. Weitere Förderung erhält das Vorhaben durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Initiative Software Campus und von der Alexander von Humboldt Stiftung.

Quellen und weitere Informationen:
www.tum.de
http://opengridmap.com/

 

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