Industrial Internet, Monitoring und Smart Systems im Forschungs- und Lehrverbund

 
Energie Effizienz Design Energieeffizientes Planen und Bauen
Smarte Vernetzung von Energieerzeugungsanlagen, Gebäudeeffizienz und Behaglichkeit im E2D-Studium
Smarte Vernetzung von Energieerzeugungsanlagen, Gebäudeeffizienz und Behaglichkeit im E2D-Studium

Studiengang

Energieeffizientes Planen und Bauen - E2D (B.Eng.)
Energie Effizienz Design - E2D (M.Eng.)

Projektbeschreibung

Smart Grid, Smart Home, Industrie 4.0 und (Gebäude-) Monitoring sind verschiedene Aktivitäten, die an der Hochschule Augsburg mit einzelnen Projekten an Fakultäten im Hochtechnologiesektor und im Bereich Ressourceneffizienz durchgeführt wurden. Mit einem Verbundvorhaben werden diese Aktivitäten gebündelt und für Industrie- und Forschungsanwendungen gezielt zusammengestellt. Die Besonderheit dieses Programms ist, dass mit den entwickelten Basistechnologien über Teilprojekte eine stetige Weiterentwicklung erfolgt. Erfolgreich wurde ein Industrieprojekt („Living Walls“) und ein Forschungsprogramm mit der Ulster University („Smart Environments“) in das neu begonnene Projekt integriert. Geleitet wird das Programm von Prof. Dr. Martin Bauer im Studiengang E2D und findet inzwischen eine Vielzahl von Anknüpfungspunkten zwischen Forschung und Lehre.

 

Projektgedanke: Angewandte Wissenschaften als Verbundkonzept
CyPhREE steht für Cyber Physical (Objects for) Renewable Energies and Environment. Unter diesen Begriffen gibt es Hochtechnologie-Aktivitäten an der Hochschule Augsburg aus den Gebieten Ressourcen- und Energieeffizienz, des Industrial Internet und den Ansätzen eines Smart Grids. Mehrere Fakultäten arbeiten in diesem Forschungsprojekt eng zusammen, um ein gemeinsames Ziel zu verwirklichen: Das intelligente Gebäude von morgen. Durch ein Verbundprogramm werden vorhandene Einzelbausteine zu einer weit entwickelten Wirkeinheit zusammengeschlossen. Grundgedanke ist es, Hochtechnologie erleb- und begreifbar sowie für Industriekooperationen stabil verfügbar zu machen. Dabei werden vorhandene Labore der Hochschule (Energie-Effizienz-Labor, Smart-Grid-Labor, Labor für Verteilte Systeme, Labor für Batteriespeicher) genutzt und gezielt für die neue Fragestellung erweitert. Studierende können seit dem Sommersemester 2015 auf eine breite Basis über die Fachgebietsgrenzen hinweg interdisziplinär arbeiten. Sie erweitern mit weiteren Teilprojekten die Projektbasis. 

In Echtzeit: Monitoring-Informationen des Seminarraums C 3.20 der Fakultät für Architektur und Bauwesen
In Echtzeit: Monitoring-Informationen des Seminarraums C 3.20 der Fakultät für Architektur und Bauwesen

Systemkomponenten - Zusammenwirken in Echtzeit

Technologisch werden in dem Projekt derzeit Energieerzeugungsanlagen, Gebäudeeffizienz und Behaglichkeit unter einem Monitoringprogramm sowie eine informationstechnische Prozesssteuerung zu einem aktiven Zusammenwirken in Echtzeit zusammengeführt. Ein internetgestütztes Datenbanksystem, softwareagentenbasierte Datenverteilung und Aktorensteuerung sowie Messprogramme zu den Teilprojekten realisieren modular erweiterbar das Projekt. Ein Montoringsystem für alle Beteiligten bildet die wissenschaftliche Basis für die erhobenen Messdaten. In einer Datenbank für Zeitreihen werden Messkanäle im Langzeitbetrieb hochaufgelöst erfasst und gespeichert. Unterschiedliche Signalfrequenzen werden synchronisiert und für die Zeitreihenanalyse aufbereitet. Neu hinzukommende Teilprojekte können durch die Verwendung von transparenten Nachrichtenkanälen zu beliebigen Zeitpunkten hinzugefügt werden und so auf schon erhobene Daten als zusätzliche Datenbasis zurückgreifen. Für die praktische Anwendung wurde ein Hörsaal mit einer Messanlage für Energieeffizienz ausgestattet. In Modulen werden nun die Bereiche Behaglichkeit, Heizen und Kühlen, der Stromlastgänge sowie Lüftung erfasst. Alle Daten können mittels thermischer Simulation in einer Simulationsumgebung eingespielt werden. Messungen werden so nachvollziehbar. Auswirkungen von Maßnahmen können rechnerisch erprobt werden. Industrieanwendungen können damit vorab untersucht und Versuche kostengünstig vorbereitet werden. Erweitert wird die Messeinrichtung um die Tageslichtversorgung.

Eine eigene Wetterstation liefert die zu den Messprogrammen erforderlichen Daten. Sie sind mit den parallel erfassten Daten der Hochschul-Wetterdaten der Helmholtz-Gesellschaft in langen Zeitreihen zum Vergleich erfasst.

Verknüpfung von Forschung und Lehre

Die zweite Projektphase „NextCyPhrEE“ ist seit 2017 gestartet - mit einem erneuten Ausbau der vorhandenen cyber-physikalischen Module und Anwendungsmöglichkeiten. In zahlreichen studentischen Projekt- und Abschlußarbeiten konnten die Erkenntnisse in der Lehre verknüpft und ausgebaut werden.

Weitere Informationen:

CyPhREE - Projektseite der HSA > Link

Unter folgendem Link können Monitoring-Informationen in Echtzeit z.B. des Seminarraums C 3.20 der Fakultät für Architektur und Bauwesen verfolgt werden:

Monitoring in Echtzeit > Link

Team (wissenschaftliche Projektbeteiligte, erste Projektphase):

Prof. Dr.-Ing. Martin Bauer (Projektleitung)
Prof. Dr. Fiorentino Valerio Conte
Prof. Dr.-Ing. Werner Jager
Prof. Dr.-Ing. Ingo Heusler
Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Nowak
Prof. Dr.-Ing. Thorsten Schöler
Prof. Dr.-Ing. Christine Schwaegerl
Lucas Kögel
Michael Sedlmaier Dipl.-Ing. (FH), M.Eng.



Ansprechpartner

Prof. Dr.-Ing. Martin Bauer

Architektur und Bauwesen

Telefon: 

+49 821 5586-3112

Fax:

+49 821 5586-3110