Projektsteckbrief:
EnergieVision

EnergieVision:
Datenbasierte Lösung für ein effizientes Klimaschutzmanagement

Wir schaffen eine Lösung, die besonders für kleinere Kommunen realisierbar,
kosteneffizient, schnell umsetzbar & jederzeit erweiterbar ist.

Effiziente Energie-/ Klimaschutzberichte

Die Implementierung der Datenplattform ermöglicht eine wesentlich effizientere Erstellung der jährlichen Energieberichte durch automatisierte Datenerfassung und -analyse.

Identifizierung ineffizienter Verbraucher

Automatisierte Warnmeldungen helfen, ineffiziente Verbraucher schnell zu erkennen und unnötigen Energieverbrauch zu reduzieren.

Reduzierung von Anfahrts- und Personalkosten

Automatisierte Datenerfassung minimiert manuelle Prozesse und Leerfahrten, spart finanzielle Ressourcen und verringert die Umweltbelastung.

Steigerung der Planungsfähigkeit

Zuverlässige Echtzeit-Daten ermöglichen der Kommune eine bessere Planungsfähigkeit und optimierte Ressourcennutzung.

Use Case Energiemanagement 

Im Zuge der Agenda 2030 ist eine nachhaltige Entwicklung vor allem durch Ressourcenschonung und Klimaschutz geprägt. Um die Nachhaltigkeitsziele realisieren zu können, ist die datenbasierte Aufnahme des Energieverbrauchs (u.a. Strom, Wasser, Gas) von enormer Bedeutung. Möglich wird dieser Schritt durch ein zentrales Energiemanagement.
In der Umsetzung wird ein Stromsensor an der entsprechenden Anlage kabellos angeschlossen. Die erfassten Daten werden über eine Funktechnologie an die Datenplattform weitergeleitet und können anschließend über ein Dashboard visualisiert und analysiert werden.

EnergieVision bietet folgende Mehrwerte:

  • Echtzeit-Datenzugriff: Aktuelle Verbräuche sind jederzeit einsehbar, was Möglichkeiten zum Monitoring ermöglicht.

  • Reduzierter Aufwand bei Datenerfassung: Beispielsweise erfordert der jährliche Energiebericht nach ISO 50001 nur noch wenige Stunden statt mehrerer Tage.

  • Verminderter Treibhausgasausstoß und Kosteneinsparung: Schnelle und bedarfsgerechte Maßnahmen durch Benachrichtigungen bei erhöhtem Verbrauch führen zu weniger Emissionen und niedrigeren Kosten.

  • Handlungsempfehlungen: Ableitung von Handlungsempfehlungen zur Energieeinsparung durch Einbezug von Künstlicher Intelligenz.

Durch die geschaffene Datenplattform und Infrastruktur ist eine Erweiterung bestehender Use Cases sowie die Umsetzung neuer Use Cases flexibel realisierbar. Aufgrund der modularen Plattform- und Applikationsarchitektur ist jedes Projekt variabel erweiterbar.

Diese Erweiterungsoptionen eröffnen den Gemeinden neue Einnahmequellen durch Folgeprojekte. Wir nutzen die bestehende Infrastruktur, um weitere vielversprechende Anwendungsfälle umzusetzen.

Technischer Aufbau

Zur schnellen Verarbeitung der großen Datenmengen aus unterschiedlichen Quellen, zur Erkennung von Mustern und Anomalien in den Verbräuchen und auch zur Prognose zukünftiger Verbräuche sowie Ableitung von Handlungsempfehlungen werden Modelle maschinellen Lernens eingesetzt.

Datenquellen und Datenübertragung

Grundsätzlich übernimmt die IoT-Plattform die Konnektivität, Verwaltung und Überwachung von Sensoren oder Geräten, Gateways und Endnutzeranwendungen. Die IoT- Plattform kann flexibel und modular gestaltet werden, sodass diese auf Chirpstack7 oder TTN/TTI8 basiert und eine einfache Integration mit verschiedenen Systemen und Gateways ermöglicht. Unsere IoT-Plattform unterstützt eine Vielzahl von Gateways und wir stellen sicher, dass sie nahtlos mit diesen kommuniziert. Unabhängig vom Hersteller oder Protokoll gewährleisten wir eine reibungslose Integration und bieten Unterstützung für gängige IoT-Protokolle wie MQTT oder LoRaWAN. Dadurch ermöglichen wir die Anbindung einer breiten Palette von Sensoren. Mit der IoT-Plattform besteht die Möglichkeit Gateways zu registrieren, Kommunikationsparameter festzulegen und weitere Konfigurationen an den Gateways vorzunehmen, sodass alle eingebundenen Gateways durch den Auftraggeber selbstständig hinzugefügt, entfernt oder bearbeitet werden können. Zusätzlich dazu können die Gateways über die IoT-Plattform überwacht werden, wodurch etwaige Ausfälle oder Fehlfunktionen frühzeitig erkannt, eingesehen und analysiert werden können. Außerdem besteht die Möglichkeit durch Benachrichtigungen direkt mit einer Diagnose- und Fehlerbehebung zu starten.

Datenspeicherung

Die erfassten Sensordaten der Testanwendungen werden über eine Funkverbindung (z.B. LoRaWAN) und MQTT der Datendrehscheibe bereitgestellt und zur persistenten Verfügbarkeit in entsprechenden relationalen Datenbanken gespeichert. Um einen Echtzeitschutz der Daten zu gewährleisten, erfolgt die Speicherung der Daten redundant in unterschiedlichen Umgebungen, mindestens auf täglicher Basis. Die Datenspeicherung in den Datenbanken erfolgt nach einer durchgängigen Modellierung (semantisch, logisch, physisch), um einerseits Nachvollziehbarkeit und Verständnis zu gewährleisten, anderseits zur Datenqualität beizutragen. Dabei werden Informationen und Zusammenhänge zwischen den Datenquellen sowie die Metadaten der Quellsysteme, z.B. Sensor ID, Bezeichnung, Sensortyp oder Hersteller berücksichtigt.

Dashboard

Die Visualisierung der Use Cases erfolgte im CI der Gemeinde Westhausen, u.a. mit Einbindung des Logos und der Farben. Durch die Verwendung des existierenden Web-Frameworks stehen neben der geräteübergreifenden und responsiven Funktionsfähigkeit zudem eine Reihe an Visualisierungsformen zur Echtzeit-Darstellung im Dashboard zur Verfügung. Darunter fallen beispielsweise Statistiken und Grafiken für das Monitoring der Energiedaten sowie die Visualisierung der Stromsensoren in einer 2D/3D-Karte. Das beigefügte Prospekt gibt einen Einblick in die Visualisierung und Funktionen des Dashboards.
Aspekte der Barrierefreiheit werden durch Einbezug geeigneter Tests, z.B. einen Screenreader, ebenso berücksichtigt, wie eine einfache Sprache. Zu erwähnen ist hierbei, analog zur Datenplattform, die Flexibilität und Modularität des Dashboards. Dadurch können jederzeit weitere Use Cases hinzugefügt und bestehende Use Cases auch im Hinblick auf die Einbindung weiterer Interessensgruppen erweitert werden.

Datenverarbeitung

Neben der Integration und Bereinigung der Datensätze wurden Funktionen vorgesehen, welche die Daten aus unterschiedlichen Datenquellen miteinander verknüpfen, und sinnvolle Einblicke und Erkenntnisse liefern. Dazu werden die Daten der Datenplattform bereinigt, verarbeitet und verknüpft. Beispielsweise werden Ausreißer normiert, mathematische Funktionen zur Analyse angewandt (z.B. Mittelwert, Maximalwert oder Trends) und logische Verknüpfungen zur Erlangung von Einblicken und Erkenntnisse aus den Daten sowie Konvertierung von Daten umgesetzt. Darüber hinaus lassen sich in Grenzbereiche und Regelwerke für Sensorwerte festlegen, bei deren Über- oder Unterschreitung zuvor festgelegte Aktionen ausgelöst werden können (z.B. Benachrichtigungen oder Automatisierungen).

Aktionsebene

Die Aktionsebene des Projekts stellt sicher, dass den Nutzern aus den gesammelten Daten abgeleitete Erkenntnisse zur Verfügung stehen. Durch die Definition von Regeln und Prozessen können automatische Benachrichtigungen und Aktionen, wie die Überprüfung auf Leckagen bei unvorhergesehenen Wasserverbräuchen, eingeleitet werden. Die Plattform unterstützt verschiedene Kommunikationskanäle, darunter E-Mails, SMS und Messaging-Apps wie WhatsApp und Signal.
Insgesamt zeichnet sich das Projekt durch seine umfassende Umsetzung aus einer Hand aus – von der Sensorauswahl bis zur Einbettung der Daten in produktive Prozesse. Es bietet ein flexibles, herstellerübergreifendes System, das auch kleineren Kommunen die Teilnahme am digitalen Wandel ermöglicht. Ein Alleinstellungsmerkmal ist das aktive Prozessmanagement, das auf einer gründlichen Analyse bestehender Prozesse basiert und darauf abzielt, die Digitalisierung gezielt und zweckmäßig umzusetzen. Wir heben uns von der Konkurrenz ab, indem wir die Prozesse unserer Auftraggeber sorgfältig auswerten und gezielt entscheiden, ob eine digitale Lösung sinnvoll ist oder ob optimierte analoge Prozesse die bessere Option darstellen.

Key Facts im Überblick

Das wichtigste nochmal zusammengefasst. Mit einem tiefen Verständnis für die Herausforderungen und Bedürfnisse ländlicher Regionen haben wir ein ganzheitliches Konzept entwickelt, das darauf abzielt, die Effizienz, Transparenz und Lebensqualität der Kommunen zu verbessern. 

Einsatz von Open-Source-Software

Durch den Einsatz von Open-Source-Software, deren Betrieb und Wartung wir übernehmen, entfallen Lizenzgebühren.

Datensilos werden zusammengeführt

Die intelligente Zusammenführung und Weiterverarbeitung von Daten mehrerer Use Cases oder sogenannter „Datensilos“, die in sich abgeschlossen sind und keinen Datenaustausch bieten, denken wir bereits während des Projekts mit. Damit steht einer Umsetzung solcher Verknüpfungen in Folgeprojekten nichts im Wege.

Einsatz in kleineren Gemeinden und ruralen Gebieten möglich

Wir schaffen Lösungen die individuell auf die Bedürfnisse angepasst sind. Durch die geschaffene Datenplattform und Infrastruktur ist eine Erweiterung und Integration neuer Use Cases flexibel jederzeit realisierbar – kosteneffizient & schnell.

Als Partner an Ihrer Seite

Durch agiles Projektmanagement arbeiten wir eng mit den kommunalen Entscheidungsträgern zusammen, um ihre spezifischen Anforderungen zu verstehen und in die Entwicklung unserer Lösungen zu integrieren. Zudem umfasst unser Leistungsspektrum die gesamte Wertschöpfungskette von der Zieldefinition über die Beratung und Konzeption bis hin zur Umsetzung. 

Aus Gründen der besseren Lesbarkeit wird auf die gleichzeitige Verwendung der Sprachformen männlich, weiblich und divers (m/w/d) verzichtet. Sämtliche Personenbezeichnungen gelten gleichermaßen für alle Geschlechter.

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