Windräder und Solaranlagen

Stadtwerke und KI:
7 spannende Anwendungsmöglichkeiten von KI für Stadtwerke

Intelligente Mülleimer, die nur dann angefahren werden, wenn sie geleert werden müssen? Drohnen, die autonom Schäden an Stromleitungen aufnehmen und an die automatische Auswertung durch künstliche Intelligenz weiterleiten? Das ist keine reine Zukunftsvision mehr, sondern Realität.

KI bietet enorme Möglichkeiten für Stadtwerke, Potenziale zu identifizieren und Prozesse effizienter zu gestalten. Um zu verdeutlichen, wie KI dabei helfen kann, dies zu erreichen, stellen wir hier 7 Anwendungsmöglichkeiten von KI für Stadtwerke vor.

Stabilität und Effizienz in der Versorgung dank KI

Durch den wachsenden Ausbau von nachhaltigen Energiequellen wie Solar- oder Windkraft, die nicht immer kontinuierlich Energie produzieren oder im Fall privater Solaranlagen teilweise so viel produzieren, dass private Haushalte Energie in das Netz einspeisen, wird es immer schwieriger, genau vorherzusagen, wie viel Energie zum jeweiligen Zeitpunkt generiert wird.

Um die Vielzahl an Faktoren, wie zum Beispiel das Wetter oder die Temperatur, zu berücksichtigen und die optimale Effizienz und Stabilität zu gewährleisten, kann KI eingesetzt werden. KI hilft bei der Auswertung dieser Datenvielfalt sowie bei der Prognose der Erzeugung und des Verbrauchs. Zudem leistet sie auch bei der Steuerung des Netzes Unterstützung. All das ermöglicht es Stadtwerken, effiziente Lösungen zu finden, die die Stabilität und Zuverlässigkeit des Netzes erhöhen. Eine effiziente Steuerung durch präzise Prognosen unter Berücksichtigung externer Faktoren, wie Temperatur und Wetter, ist natürlich auch für andere Bereiche, wie dem Wasser- oder Fernwärmenetz, relevant. KI sorgt Dank schneller Analysen und präziser Prognosen für ein effizienter gesteuertes Netz, was die Gesamtkosten des Betriebs minimiert.

Graphen

KI als Störungsmelder

Condition Monitoring ist nicht nur für den Maschinenbau eine Lösung, um Probleme zu identifizieren und Schäden zu minimieren. Auch das Versorgungsnetz profitiert von KI gestütztem Monitoring, denn kleinere Schäden an Stromleitungen zu identifizieren ist aufwendig und Lecks im Wassernetz müssen schnell beseitigt werden, um den Wasserverlust gering zu halten. Eine präzise Analyse ermöglicht es der KI auch Anomalien zu identifizieren, die zum Beispiel auf einen Ausfall durch einen umgefallenen Baum hinweisen können.

Das System kann in einem solchen Fall sofort darauf hinweisen und sogar selbst erste Schritte in die Wege leiten, um das Problem zu beheben, indem es einen Wartungsdienst kontaktiert. Dadurch werden Ausfallzeiten und Schäden reduziert.

Ausfälle vermeiden mit Predictive Maintenance

KI überwacht mithilfe von Sensoren das Netzwerk in Echtzeit und sendet nicht nur Meldungen, wenn schon ein Schaden vorliegt, sondern sagt auch vorher, wann es wahrscheinlich zu Problemen kommt. Dementsprechend können Wartungen geplant werden. Beispielsweise kann KI in historischen Sensordaten, wie dem Wasserdruck, Temperatur und Systemmeldungen, Anomalien erkennen, die gemeinsam zu Störungen geführt haben. Ein solches Modell überträgt diese identifizierten Zusammenhänge in die Gegenwart, um aufkommende Datenmuster schnell und zuverlässig zu erkennen. Dadurch werden Ausfälle zuverlässig vorhergesagt und Wartungen geplant, wodurch Ausfälle und Schäden vermieden werden.

Somit sorgt ein KI-gestütztes Condition Monitoring und Predictive Maintenance System für ein stabileres Netz und vermeidet Kosten, indem Schäden durch rechtzeitige Wartungen vermieden werden. Die Zustandsüberwachung gibt auch Aufschlüsse darauf, wie Kapazitäten von Anlagen oder Bauteilen optimal ausgenutzt werden können. KI kann also auch als Teil des Qualitätsmanagements angesehen werden, denn sie garantiert die Verfügbarkeit des Netzes.

Optimale Standortplanung mit KI

Besonders bei der Konzeption von Anlagen rund um erneuerbare Energien kann KI den Stadtwerken unter die Arme greifen. KI kann zum Beispiel bei der Planung und Installation von Solaranlagen helfen die optimale Positionierung und Ausrichtung zu ermitteln, damit die Solarzellen größtmöglichen Lichteinfall erhalten und so viel Strom wie möglich produzieren. Auch bei der Planung von ganzen Windparks kann KI dabei helfen, die bestmöglichen Standorte und Ausrichtungen zu identifizieren. In diesem Fall trägt KI nicht nur zur Ressourcenoptimierung, sondern auch zur Energiewende und Nachhaltigkeit bei.

Digitaler Zwilling für Stadtwerke

Auch ein digitaler Zwilling kann für Stadtwerke von enormem Nutzen sein, denn es gibt eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten. Ein digitaler Zwilling ist kurzgefasst ein digitales Abbild, beispielsweise von einem Windkraftwerk, das mithilfe von gesammelten Daten in der Lage ist, digital zu simulieren, was in bestimmten Szenarien mit diesem Windkraftwerk passieren würde. Mithilfe eines digitalen Zwillings können so Verbesserungsmöglichkeiten oder auch Fehlerquellen identifiziert werden.

Als Anwendungsgebiet kommt vor allem die Energieversorgung in Frage, bei der Szenarien von dem Bau eines neuen Windparks bis hin zur Auslastung des Stromnetzes analysiert werden können. Ein digitaler Zwilling kann somit von der Installation durch den kompletten Lebenszyklus hinweg wichtige Informationen liefern, um schließlich einen optimalen Einsatz von Ressourcen zu gewährleisten. Dies führt zu einer Effizienzverbesserung, Produktivitätssteigerung und zu Kosteneinsparungen. Zur Verbesserung von Solaranlagen haben wir bereits für SMA einen digitalen Zwilling entwickelt. Lesen Sie jetzt unsere spannende Case Study.

Smarte Logistik

Kosteneinsparungspotenzial durch KI gibt es auch in der Logistik. In Verbindung mit intelligenten Mülleimern, die mit Sensoren ihren Füllstand bestimmen und diesen weiterleiten, können Müllfahrzeuge durch KI-gestützte Routenplanung die optimale Route basierend auf den Füllständen der Mülltonnen bestimmen. Dadurch werden unnötige Fahrtwege vermieden und Kosten eingespart.

Insbesondere in Verbindung mit Elektrofahrzeugen oder solarbetriebenen Fahrzeugen entsteht so die Möglichkeit den Energieverbrauch zum Großteil oder komplett durch erneuerbare Energien abzudecken. Rund um das Thema Lager und Inventare kann KI mittels Verbrauchs- oder Preisprognosen auch Unterstützung leisten und Stadtwerken dabei helfen, Kosten zu sparen. Solche Prognosen ermöglichen es Stadtwerken die Beschaffung und Lagerhaltung zu optimieren.

Mit KI die kritische Infrastruktur schützen

Mit wachsendem Digitalisierungsgrad werden Angriffe auf die IT-Infrastruktur des Energiesektors oder anderen Teilen der kritischen Infrastruktur immer gefährlicher. Um zu vermeiden, dass es zu kritischen Systemzuständen oder Versorgungsausfällen kommt, alarmiert KI-basierte Anomalieerkennung zuständige Mitarbeitende, wenn bedrohliche Veränderungen im System identifiziert werden. Diese können dann das Gefährdungspotenzial der jeweiligen Anomalie bewerten und notwendige Gegenmaßnahmen einleiten. Auf diese Art erkennt das KI-gestützte Sicherheitssystem auch bislang unbekannte Angriffsmuster. Das macht es zu einem zukunftsorientierten Sicherheitssystem. Wenn wir Ihr Interesse für dieses Thema geweckt haben, dann schauen Sie sich unsere passende Case Study an.

IT-Sicherheit

Haben Sie Interesse daran, Potenziale zu identifizieren und sich für die Zukunft vorzubereiten? Als Teil der VIVAVIS AG sind wir Ihr Ansprechpartner für Digitalisierungsprojekte im Bereich Infrastruktur rund um die Themen Data Science und künstliche Intelligenz.

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