Smart Energy Hub Düsseldorf/Mettmann
Ansprechpartner: Justin Münch
Laufzeit: 21/03/2024 – 20/03/2027
Fördergeber: öffentlich finanziert vom Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen sowie der Europäischen Union
Partner: Düsseldorfer Innovations- und Technologiezentrum GmbH, MIREVI der HSD
Assoziierte Partner: Regionalmanagement Düsseldorf - Kreis Mettmann, EUREF-Campus Düsseldorf, Wirtschaftsförderung Landeshauptstadt Düsseldorf, Wirtschaftsförderung Kreis Mettmann, Industrie- und Handelskammer Düsseldorf, NRW.Energy4Climate
Kurzbeschreibung:
Der Smart Energy Hub Düsseldorf/Mettmann (SEH-DUS) ist eine Demonstrations- und Kooperationsplattform der Forschungsgruppen ZIES und MIREVI der Hochschule Düsseldorf in Zusammenarbeit mit dem Düsseldorfer Innovations- und Technologiezentrum. Ziel ist es, Player aus Wissenschaft und Wirtschaft im Bereich Energiewende zu vernetzen.
Das Projekt bietet eine attraktive Arbeitsumgebung in Düsseldorf und dient als Experimentierfeld, Showroom und Veranstaltungsraum. Es werden Software-Tools zur KI-basierten Optimierung von Energieversorgungssystemen und zur Planung und Durchführung energetischer Sanierungen realisiert. Der Fokus liegt auf einer praxisnahen Entwicklung und auf den Bedarfen regionaler Akteure (insbesondere KMU).
Sanierungslotse:
Der digitale Sanierungslotse begleitet Hauseigentümerinnen und Hauseigentümer systematisch durch energetische Modernisierungen und verwandelt komplexe Planungsaufgaben in klar strukturierte Handlungsschritte. Statt fragmentierter Informationen bietet das Tool einen zentralen Überblick über das gesamte Vorhaben und erstellt automatisiert einen Sanierungsfahrplan, der Maßnahmen, Reihenfolge und erforderliche Aufgaben transparent zusammenführt. Dadurch sinkt die Hemmschwelle für energetische Sanierungen, weil Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträger frühzeitig belastbare, verständliche und praxisnahe Optionen erhalten.
Für Handwerksbetriebe und Bauleitungen bringt der Sanierungslotse messbare Erleichterungen im Projektalltag, weil gebäude- und maßnahmenbezogene Informationen an einem Ort verfügbar sind und sich Zeitpläne sowie Kontaktdaten jederzeit abrufen lassen. Die gemeinsame Kommunikationsplattform fördert die Koordination der Gewerke während der Bauphase und reduziert unnötige Anfahrten, wodurch Abläufe auf der Baustelle effizienter und planbarer werden. Zugleich behalten Bauleitung und Eigentümer den Fortschritt jederzeit im Blick.
Im Rahmen des SEH‑DUS Projekts ist ein funktionsfähiger Prototyp in Entwicklung, der die vorgesehenen Funktionen abbildet und den gesamten Sanierungsprozess simuliert. Um die Anwendung praxisnah zu gestalten, wird der Entwicklungsstand regelmäßig in Workshops potenziellen Nutzerinnen und Nutzern vorgestellt und getestet. Das dort gesammelte Feedback floss direkt in die Weiterentwicklung ein und hat insbesondere das Onboarding für Laien deutlich verbessert. Der Einstieg in das System wurde kleinschrittig und informationsreich gestaltet, um Nutzerinnen und Nutzern ohne Vorwissen das Erfassen und Managen eines Projekts zu ermöglichen. Kernstück des überarbeiteten Zugangs ist die automatische Erstellung eines Sanierungsfahrplans, ergänzt durch eine interaktive To‑Do‑Liste, die die Nachverfolgung von Aufgaben erleichtert. Energieexpertinnen und Energieexperten können den erzeugten Plan später fachlich prüfen und modifizieren, wodurch sich die Qualität der Umsetzung erhöht und die Zusammenarbeit zwischen Laien und Fachpersonen professionalisiert wird.
Der digitale Sanierungslotse verbindet technische Präzision mit Anwenderfreundlichkeit und schafft eine Grundlage, auf der energetische Sanierungsprojekte effizienter geplant, gesteuert und umgesetzt werden können.
Fast‑Energy Design Tool:
Effizienzmaßnahmen für Wärme, Kälte und Strom sind oft technisch komplex und bieten einen großen Gestaltungsrahmen. Gerade diese Vielschichtigkeit führt dazu, dass der Überblick über Nutzen und Kosten schnell verloren geht und Entscheidungen zugunsten vertrauter oder falsch konfigurierter Systeme getroffen werden. Folge sind verzögerte oder suboptimale Investitionen in Energiesysteme, obwohl Einsparpotenziale bestehen. Ein flexibles, schnelles und anwenderfreundliches Planungswerkzeug kann diese Hemmnisse wirksam reduzieren.
Im Zentrum für Innovative Energiesysteme wurde dafür das Fast‑Energy Design Tool (FED) entwickelt. Das KI‑gestützte Optimierungstool richtet sich an Planer im privaten, industriellen und kommunalen Bereich und erlaubt die ganzheitliche Konfiguration von Energieversorgungssystemen. Moderne Methoden des maschinellen Lernens analysieren zehntausende Systemkonfigurationen in sehr kurzer Zeit, so dass eine vollständige Optimierung innerhalb von Minuten durchgeführt werden kann. Das Tool ermittelt automatisiert die ökonomisch und ökologisch vielversprechendsten Konfigurationen und liefert gleichzeitig die empfohlene Dimensionierung der einzelnen Komponenten.
Für Planer bedeutet das praxisrelevante Entscheidungsgrundlagen: statt auf Erfahrungswerte oder grobe Faustregeln angewiesen zu sein, erhalten sie belastbare Vergleiche und Argumente für die weitere Auslegung und Umsetzung von Effizienzmaßnahmen. Gerade bei Systemen, die aus mehreren, miteinander verflochtenen Komponenten bestehen, schafft das FED-Tool eine transparente und nachvollziehbare Entscheidungsbasis.
Im Rahmen des SEH‑DUS‑Projekts liegt der Schwerpunkt neben der fachlichen Weiterentwicklung des FED-Tools darauf, die Lösung für eine breite Anwendung verfügbar zu machen. Dazu wurde das Tool vollständig in die Programmiersprache Python überführt und um eine Datenbank sowie eine API‑Schnittstelle für externe Partner ergänzt. In Kooperation mit dem Projektpartner MIREVI entsteht eine Web‑Applikation, bei der neben einem ansprechenden Design vor allem eine intuitive Bedienbarkeit und eine verbesserte visuelle Ergebnisdarstellung im Vordergrund stehen, inklusive Optionen für AR/VR‑Visualisierungen.
Ein weiterer Entwicklungsschwerpunkt betrifft die Robustheitsbewertung der KI‑Optimierung gegenüber unsicheren Randbedingungen. Die Energiekrise 2022 hat deutlich gemacht, wie stark unerwartete Preis‑ oder Marktveränderungen die Wirtschaftlichkeitsbewertung von Energiesystemen beeinflussen können. Deshalb werden künftig Unsicherheiten, etwa bei Strom‑ und Erdgaspreisen, systematisch in den Optimierungsprozess einbezogen, um belastbare Empfehlungen auch unter variierenden Rahmenbedingungen zu ermöglichen.
Das Fast‑Energy Design Tool bündelt so Rechenleistung, datengetriebene Analyse und anwenderorientiertes Design zu einem Instrument, das Planungsprozesse beschleunigt, Entscheidungsqualität erhöht und die Umsetzung effizienterer Energieversorgungssysteme fördert.
Showroom:
Der am Standort Ackerstraße 11, 40233 Düsseldorf eingerichtete Showroom zum Projekt bietet eine attraktive, praxisorientierte Umgebung zum unmittelbaren Testen und Anwenden der entwickelten Tools. Der Showroom ist mit VR‑Brillen und Touchscreen‑Anwendungen ausgestattet, die es erlauben, die Tools visuell ansprechend und interaktiv zu präsentieren. Die Kombination aus immersiven VR‑Darstellungen und interaktiven Bedienoberflächen macht Systemkonfigurationen und Simulationsergebnisse unmittelbar erfahrbar. Bereits mehrere Workshops wurden im Showroom durchgeführt. Nutzerinnen und Nutzer konnten die Werkzeuge vor Ort direkt ausprobieren und konstruktives Feedback liefern. Durch die reale Erprobung vor Ort werden technische Ergebnisse besser nachvollziehbar und die Nutzerakzeptanz der Tools erhöht. Der Showroom fungiert damit als Vermittlungsraum zwischen Forschung und Praxis: Er unterstützt die Schulung von Planenden, erleichtert Demonstrationen komplexer Konfigurationen und liefert frühe Rückmeldungen, die in die Weiterentwicklung der Anwendungen einfließen können. Als integraler Bestandteil des Projektaufbaus ergänzt der Showroom die digitale Verfügbarkeit der Tools um eine physische Erlebnis‑ und Testplattform. Die Kombination aus webbasierter Zugänglichkeit und vor Ort‑Demonstrationen stärkt die Transferwirkung.
