Nutzerzentrierte KI Methoden für Energieinfrastrukturen

Unser Competence Center für »Nutzerzentrierte KI Methoden für Energieinfrastrukturen« befasst sich mit der Entwicklung und Anwendung von Methoden der künstlichen Intelligenz für die Planung, den Betrieb und die Transformation integrierter Energieinfrastrukturen. Der Fokus liegt auf kommunalen, industriellen und infrastrukturellen Akteuren, die mit steigender Komplexität, wachsender Datenverfügbarkeit und neuen Anforderungen an Entscheidungsprozesse im Zuge der Energiewende konfrontiert sind.

Einen Schwerpunkt unserer Arbeiten bildet die Weiterentwicklung und Integration von KI in bestehende Modellierungs- und Planungswerkzeuge für Energieinfrastrukturen. Dabei entwickeln wir insbesondere die Open-Source-Software pandapipes weiter und erweitern sie zu pandapipesAI, um physikalische Netzmodelle direkt mit Methoden der künstlichen Intelligenz zu verbinden. 

Aufbauend darauf entwickeln und integrieren wir agentenbasierte KI-Systeme (Agentic AI), die Datenanalyse, Simulation und Bewertung automatisiert verknüpfen und als aktive Assistenzsysteme in Planungsprozesse eingebunden werden. Diese neuen Interaktionsformen werden durch Ansätze der erklärbaren künstlichen Intelligenz (Explainable AI) ergänzt, um Transparenz, Nachvollziehbarkeit und Vertrauen in KI-gestützte Entscheidungen sicherzustellen. Die entwickelten Ansätze kommen in unterschiedlichen Anwendungsfällen zum Einsatz, darunter die Kopplung von Energieinfrastrukturen mit tiefer Geothermie, die sektorübergreifende Wärmeplanung, die Entwicklung resilienter Energieinfrastrukturen sowie Fragestellungen der Cyber Security in gekoppelten Strom- und Wärmenetzen.

Ein weiterer Schwerpunkt ist die Integration und Analyse heterogener Datenräume. Mit dem Konzept des kommunalen Datentrichters entwickeln wir Ansätze, um unterschiedliche Datenquellen systematisch zusammenzuführen, aufzubereiten und für Planungs- und Entscheidungsprozesse nutzbar zu machen. Ziel ist es, Daten, Modelle und Wissen in integrierten, nutzerzentrierten Systemen zusammenzuführen und für unterschiedliche Akteure zugänglich zu machen.

Unsere Arbeiten zielen darauf ab, komplexe Modelle, Daten und Wissen in integrierten, nutzerzentrierten Systemen zusammenzuführen und für unterschiedliche Akteure zugänglich zu machen. Dabei stehen insbesondere Transparenz, Nachvollziehbarkeit und die Unterstützung fundierter Entscheidungen im Vordergrund.

Kernkompetenzen

Softwareentwicklung für Energieinfrastrukturen

Wir entwickeln und erweitern Open-Source-Software für die Modellierung von Energieinfrastrukturen, insbesondere pandapipes und pandapipesAI.

Kopplung Simulationsmodelle und KI

Wir verbinden physikalische Simulationsmodelle mit künstlicher Intelligenz, Large Language Models und agentenbasierten Systemen.

Nutzerfreundliche Planungssoftware

Wir entwickeln nutzerzentrierte Schnittstellen für die dialogbasierte Nutzung von Planungswerkzeugen.

Erforschung von Explainable AI

Wir erforschen und implementieren Explainable AI zur Verbesserung von Transparenz und Vertrauen.

Wärmeplanung und Cyber Security

Wir arbeiten an sektorübergreifenden Fragestellungen von der Wärmeplanung über Geothermieintegration bis hin zu Resilienz und Cyber Security.

Referenzprojekte

EmpowHER

Das Buch zeigt kompakt die Vielfalt von KI‑ und Simulationsforschung bei Fraunhofer aus der Perspektive der Forscherinnen und gibt persönliche wie fachliche Einblicke in ihre Arbeit.

RESIST

Das RESIST‑Projekt entwickelt einen Werkzeugkasten, der die Resilienz der deutschen Stromversorgung während der Energiewende integriert, messbar macht und in Echtzeit verbessert.

CyGro

3RChain

TransferQuartier

Wir entwickeln dafür das digitale Lernlabor TransferQuartier, um gemeinsam mit Schulen und Eltern unser Wissen spielerisch und technisch begeistert an die Schülerinnen und Schüler der Region weiterzugeben.

Kommunaler Datentrichter