Energy and sustainability

Regler für Energiespeicher zur Optimierung des Verbrauch
© lev dolgachov/AdobeStock

The rapid growth of the world's population presents mankind with the challenge of ensuring the supply of energy without using up natural resources and damaging the environment. Stable, efficient and intelligent supply and disposal systems are part of a sustainable economy. The intelligent networking of generation, supply, storage and consumption offers an enormous opportunity to exploit additional savings potential parallel to the development of new forms of energy generation. Variable electricity prices – which are low when there is an oversupply of energy and correspondingly high when there is a shortage – motivate private and industrial consumers to adapt their consumption to availability. Intelligent networking and efficient energy distribution can prevent system failures and minimize costs.

Smart Microgrids

Smart Microgrids network energy producers, storage facilities and consumers at the local level, thereby reducing the amount of electricity that has to be transported in a loss-making manner. Within a closed network segment, they form the central interface to the rest of the energy distribution network. With the help of a local energy management system, the integrated generators and consumers can be controlled by the Smart Microgrid. Compatible communication standards ensure the security and interoperability of the networked systems.

Sustainable use of resources includes the development of resource-conserving and recyclable products and processes. In the energy sector, information and communication technologies support the feeding of renewable energies into the grid and their intelligent distribution. However, increasing water consumption can also be regulated with the help of intelligent supply systems and optimized through wastewater treatment strategies.

Smart metering aims to achieve savings through intelligent meters for electricity, gas and water and to manage consumption according to the situation. These interactive systems enable the detailed recording of the use of individual devices, but also their control. They are connected to control centers that serve real-time communication of the measuring and switching stations in the Smart Grid. Intelligent energy distribution networks and electricity meters can increase the efficiency of energy use by providing end customers with detailed information on their consumption and the resulting costs and savings potential.

Project EMS-EMD PROPHET

Example project at Fraunhofer IOSB, Karlsruhe

The liberalisation of the energy markets requires a holistic view of the processes involved in energy supply. The energy and energy data management solution EMS-EDM PROPHET® consists of a powerful time series management, a comprehensive energy data management with modules for grid usage and balancing group management, a scheduler for the automation of business processes and an optimization and forecasting module for sustainable energy management.

Project page

EMS-EDM PROPHET zur Steuerung von Energieanlagen
© Fraunhofer IOSB (AST), spx/Freepik.com, vencaw/Fotolia.com
EMS-EDM PROPHET consists of time series management, energy data management with modules for grid usage and balancing group management, a scheduler and an optimization and forecasting module for sustainable energy management.

Scientific publications

YearTitle/AuthorDocument Type
2019Arbeitsprozessorientiertes mobiles Lernen im Themenfeld Smart Home: Konzeption, Realisierung und erste Praxiserfahrungen
Jarosch, Jürgen; Kureck, Rolf; Menke, Felix; Piele, Alexander
Book Article
2019Arbeitswelten der kommunalen Energieversorger 2025. Leitbild
Borchert, Margret; Becker, Sascha; Majer, Peter; Mohr, Olaf; Troch, Sonja; Richter, Johanna; Straub, Matthias; Fregin, Marie-Christine; Bienzeisler, Bernd; Martinetz, Simone
Study
2019Ausgangsbedingungen für die Vermarktung von Nachfrageflexibilität: Status-Quo-Analyse und Metastudie. 2. Fassung
Buhl, Hans Ulrich; Fridgen, Gilbert; Körner, Marc-Fabian; Michaelis, Anne; Rägo, Vadim; Schöpf, Michael; Schott, Paul; Sitzmann, Amelie
Study
2019ELAB 2.0. Wirkungen der Fahrzeugelektrifizierung auf die Beschäftigung am Standort Deutschland. 2. Auflage: Abschlussbericht, 15. November 2018. Projektlaufzeit: 01.04.2017-30.06.2018
Bauer, Wilhelm; Riedel, Oliver; Herrmann, Florian; Borrmann, Daniel; Sachs, Carolina; Schmid, Stephan; Klötzke, Matthias
Study
2019Energieflexible Modellregion Augsburg: Auf dem Weg zur Transformation: Zentrale Ergebnisse aus SynErgie I
Ebinger, Katharina; Halbrügge, Stefan; Köberlein, Jana; Köppen, Eva; Ober, Steffi; Püschel, Danny; Roth, Stefan; Schott, Paul; Reinhart, Gunther
Report
2019Energiesysteme für die Stadt der Zukunft: Die Umsetzung der Energiewende findet lokal in unseren Städten und Quartieren statt!
Schmidt, D.
Journal Article
2019Ein Entscheidungsunterstützungssystem zur ökonomischen Bewertung von Mieterstrom auf Basis der Clusteranalyse
Töppel, Jannick
Conference Paper
2019Herausforderungen an lokale Energiesysteme: Das Microgrid im Quartier
Klausmann, Florian
Journal Article
2019Leitfaden zur Implementierung intelligenter Energiesysteme in Wohnquartieren
Klausmann, Florian; Göhler, Georg; Endriss, Felix
Study
2019Monitoring der Direktvermarktung von Strom aus Erneuerbaren Energien. Quartalsbericht (03/2019): Vorbereitung und Begleitung bei der Erstellung eines Erfahrungsberichts gemäß § 97 Erneuerbare-Energien-Gesetz
Klobasa, Marian; Lux, Benjamin; Pfluger, Benjamin; Bonin, Michael von; Gerhardt, Norman; Antoni, Johannes; Nill, Dennis; Schäfer-Stradowsky, Simon; Holzhammer, Uwe
Report
2019Monitoring der Direktvermarktung von Strom aus Erneuerbaren Energien. Quartalsbericht (06/2019): Vorbereitung und Begleitung bei der Erstellung eines Erfahrungsberichts gemäß § 97 Erneuerbare-Energien-Gesetz
Klobasa, Marian; Lux, Benjamin; Pfluger, Benjamin; Bonin, Michael von; Gerhardt, Norman; Antoni, Johannes; Nill, Dennis; Schäfer-Stradowsky, Simon; Holzhammer, Uwe
Report
2019Smart Energy Communities: Wie die Blockchain regionale Energieerzeuger stärkt
Kett, Holger; Strauß, Oliver
Journal Article
2019Weiße Flecken in der digitalen Vernetzung der Energiewirtschaft. IuK-Ansätze und -Lösungen
Knorr, Kaspar; Schütt, Jonathan; Strahlhoff, Julia; Kroschewski, Theresa; Siegl, Stefan; Werner, Uta; Willner, A.; Eckert, K.-P.; Wolf, A.; Lämmel, P.; Hasse, P.
Report
2019Windenergie Report Deutschland 2018
Berkhout, Volker; Bisevic, André; Claußner, Michael; Dörenkämper, Martin; Durstewitz, Michael; Faulstich, Stefan; Görg, Philip; Große, Laura; Hahn, Berthold; Huneke, Fabian; Kuhl, Detlef; Lutz, Marc-Alexander; Mayer, Jochen; Mergner, Julia; Noonan, Miriam; Pfaffel, Sebastian; Rehwald, Florian; Schmidt, Jonas; Spriestersbach, Susann; Stoevesandt, Bernhard; Vollmer, Lukas; Mackensen, Reinhard
Report
2018Blinding-Effekte im Niederspannungsnetz - Berücksichtigung im Schutzkonzept bei dezentraler Erzeugung: Paper präsentiert auf der Tagung Zukünftige Stromnetze für Erneuerbare Energien 2018; 30. und 31. Januar 2018, Steigenberger Hotel am Kanzleramt Berlin
Reimann, T.; Heckmann, W.
Conference Paper
2018Datensicherheit und -integrität der Elektromobilität beim eichrechtskonformen Laden und Abrechnen
Brosi, Frank; Gröning, Sven; Krauß, Christoph; Seipel, Christian; Sheveleva, Tatyana; Staubermann, Michael
Journal Article
2018Demand Side Management: Entscheidungsunterstützungssysteme für die flexible Beschaffung von Energie unter integrierten Chancen- und Risikoaspekten
Häfner, Lukas
Journal Article
2018District Lab - experimental facility for innovative district heating systems on a community level
Schmidt, D.; Kallert, A.; Richter, S.; Huther, H.
Abstract
2018ELAB 2.0. Wirkungen der Fahrzeugelektrifizierung auf die Beschäftigung am Standort Deutschland: Abschlussbericht, 15.11.2018. Projektlaufzeit: 01.04.2017-30.06.2018
Bauer, Wilhelm; Riedel, Oliver; Herrmann, Florian; Borrmann, Daniel; Sachs, Carolina; Schmid, Stephan; Klötzke, Matthias
Report
2018Energieversorgung für Bus und Bahn: GUW+ nutzt Bestandsinfrastruktur für Elektromobilität
Klausner, Sven; Jehle, Claudius; Söffker, Carsten; Hofstädter, Raphael N.; Thiede, Jens
Journal Article
2018Entwicklung einer Power Hardware-in-the-Loop-fähigen Echtzeit-Validierungsumgebung zur Stabilitätsuntersuchung von elektrischen Netzen
Brandl, Ron; Hoffmann, C.; Engel, B.; Braun, M.; Degner, T.
Dissertation
2018Monitoring der Direktvermarktung von Strom aus Erneuerbaren Energien. Quartalsbericht (03/2018): Vorbereitung und Begleitung bei der Erstellung eines Erfahrungsberichts gemäß § 97 Erneuerbare-Energien-Gesetz
Klobasa, Marian; Lux, Benjamin; Pfluger, Benjamin; Bonin, Michael von; Gerhardt, Norman; Antoni, Johannes; Nill, Dennis; Schäfer-Stradowsky, Simon; Holzhammer, Uwe
Report
2018Monitoring der Direktvermarktung von Strom aus Erneuerbaren Energien. Quartalsbericht (06/2018): Vorbereitung und Begleitung bei der Erstellung eines Erfahrungsberichts gemäß § 97 Erneuerbare-Energien-Gesetz
Klobasa, Marian; Lux, Benjamin; Pfluger, Benjamin; Bonin, Michael von; Gerhardt, Norman; Lerm, Verena; Nill, Dennis; Schäfer-Stradowsky, Simon; Holzhammer, Uwe
Report
2018Monitoring der Direktvermarktung von Strom aus Erneuerbaren Energien. Quartalsbericht (09/2018): Vorbereitung und Begleitung bei der Erstellung eines Erfahrungsberichts gemäß § 97 Erneuerbare-Energien-Gesetz
Klobasa, Marian; Lux, Benjamin; Pfluger, Benjamin; Bonin, Michael von; Gerhardt, Norman; Lerm, Verena; Nill, Dennis; Schäfer-Stradowsky, Simon; Holzhammer, Uwe
Report
2018Monitoring der Direktvermarktung von Strom aus Erneuerbaren Energien. Quartalsbericht (12/2018): Vorbereitung und Begleitung bei der Erstellung eines Erfahrungsberichts gemäß § 97 Erneuerbare-Energien-Gesetz
Klobasa, Marian; Lux, Benjamin; Pfluger, Benjamin; Bonin, Michael von; Gerhardt, Norman; Antoni, Johannes; Nill, Dennis; Schäfer-Stradowsky, Simon; Holzhammer, Uwe
Report
2018Netzdienliches Gleichspannungsunterwerk
Jehle, Claudius; Klausner, Sven
Patent
2018North Seas Offshore Network (NSON): Machbarkeit und Implikationen verschiedener Offshore-Netzkonzepte in der Nordseeregion. Schlussbericht des Verbundprojekts
Härtel, P.; Mende, D.; Stappel, M.; Puchta, M.; Horst, D.; Löwer, L.; Bofinger, S.; Hahn, P.; Bley, A.; Leveringhaus, T.; Hofmann, L.
Report
2018PrivEnergy: A privacy operator framework addressing individual concerns
Tex, C.; Hertweck, Philipp; Schäler, M.; Böhm, K.
Conference Paper
2018SEMA - Erkenntnisse aus dem Betrieb eines Social Energy Management System
Engel, S.; Nestle, D.; Dörre, E.; Appen, J. von
Conference Paper
2018Smart Energy. Die Digitale Transformation im Energiesektor
Liggesmeyer, Peter; Rombach, H. Dieter; Bomarius, Frank
Book Article
2018Statistisches Post-Processing von Windleistungsprognosen für Übertragungsnetzgebiete
Kaczenski, J.
Master Thesis
2018Technologiestudie Microgrid: Markt- und Technologieübersicht für Komponenten eines Microgrids
Klausmann, Florian; Zhu, Lilin
Study
2018Vorhaben WaveSave. Planung und Steuerung von dezentralen Energiesystemen in Gebäuden
Wolf, Armin; Goltz, Hans-Joachim; Nytsch-Geusen, Christoph; Kaul, Werner; Wendlandt, Stefan
Book Article
2018Was macht Städte smart? - Die Morgenstadt-Initiative: In der "Morgenstadt Initiative" entwickelt die FraunhoferGesellschaft gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Kommunen Lösungen für die Stadt der Zukunft
Pfau-Weller, Natalie; Radecki, Alanus von
Journal Article
2018Wie Deutschland sein Klimaziel 2020 noch erreichen kann
Kopiske, J.; Gerhardt, N.
Report
2018Windenergie Report Deutschland 2017
Behem, Guillaume; Berkhout, Volker; Buchmann, Elisabeth; Callies, Doron; Cernusko, Robert; Dobschinski, Jan; Durstewitz, Michael; Faulstich, Stefan; Grashof, Katherina; Hahn, Berthold; Jäger, Florian; Keller, Sarina; Lutz, Marc-Alexander; Meyer, Julian; Ortega, Andres; Pfaffel, Sebastian; Pfennig, Maximilian; Puchta, Matthias; Rehwald, Florian; Rettenmeier, Andreas; Dalla Riva, Alberto; Röpnack, Andreas; Rohrig, Kurt (Hrsg.)
Report
2017Bedarfsanalyse Energiespeicher 2 - Auswirkungen der räumlichen Verteilung von Anlagen zur Stromerzeugung und Bewertung von Energieausgleichstechnologien. Abschlussbericht
Beier, Carsten; Winkel, Michael; Wrobel, Patrick; Bretschneider, Peter; Nicolai, Steffen; Kharboutli, Samir; Monsalve, Cristian
Report
2017Energiekompendium. Ein Nachschlagewerk für Grundbegriffe, Konzepte und Technologien
Hirzel, Simon (Hrsg.); Arens, Marlene (Mitarb.); Aydemir, Ali (Mitarb.); Berghäuser, Hendrik (Mitarb.); Daimer, Stephanie (Mitarb.); Fleiter, Tobias (Mitarb.); Hettesheimer, Tim (Mitarb.); Klobasa, Marian (Mitarb.); Kockat, Judit (Mitarb.); Marwitz, Simon (Mitarb.); Michaelis, Julia (Mitarb.); Plötz, Patrick (Mitarb.); Rohde, Clemens (Mitarb.); Seus, Sarah (Mitarb.); Teufel, Benjamin (Mitarb.); Ullrich, Sandra (Mitarb.); Berthold, Sascha; Budt, Marcus; Ehrenstein, Ulrike; Hasselmann, Meike; Kaluza, Stefan; Kanngießer, Annedore; Krassowski, Joachim; Pollerberg, Clemens; Sayder, Bettina; Schill, Cornelius; Schnier, Matthias; Schwerdt, Peter; Seipp, Thorsten; Strauch, Sabine; Wrobel, Patrick; Frassine, Clemens; Ostrander, Berit; Röder, Julian; et. al.
Book
2017Herausforderungen für IT-Sicherheit in Smart Grids: Paper präsentiert auf dem Oberlausitzer Energie-Symposium 2017, 25.-26. Oktober 2017, Zittau
Bartusiak, Adam; Nitschke, Oliver; Lässig, Jörg; Stricker, Robert
Presentation
2017Kommunikationstechnik für intelligente Messsysteme: Vortrag gehalten auf dem 20. VDE-Arbeitskreissymposium "Netzleittechnik", 19.10.2017, Dresden
Heidrich, Mike; Oswald, Erik
Presentation
2017Koordination von TSCH- und RPL-Protokollen in der Aufbauphase eines Multi-Hop-Netzwerkes
Biesinger, Christoph; Fanucchi, Dario (Betreuer); Knorr, Rudi (Prüfer); Hähner, Jörg (Prüfer)
Master Thesis
2017Monitoring der Direktvermarktung von Strom aus Erneuerbaren Energien. Quartalsbericht (12/2017): Vorbereitung und Begleitung bei der Erstellung eines Erfahrungsberichts gemäß § 97 Erneuerbare-Energien-Gesetz
Klobasa, Marian; Lux, Benjamin; Pfluger, Benjamin; Bonin, Michael von; Gerhardt, Norman; Lerm, Verena; Nill, Dennis; Schäfer-Stradowsky, Simon; Holzhammer, Uwe
Report
2017Open and secure: Amending the security of the BSI smart metering infrastructure to smart home applications via the smart meter gateway
Freudenmann, Christian; Henneke, Dominik; Kudera, Christian; Kammerstetter, Markus; Wisniewski, Lukasz; Raquet, Christoph; Kastner, Wolfgang; Jasperneite, Jürgen
Conference Paper
2017Prognose für preisbeeinflusstes Verbrauchsverhalten
Klaiber, Stefan; Waczowicz, Simon; Konotop, Irina; Westermann, Dirk; Mikut, Ralf; Bretschneider, Peter
Journal Article
2017Sicherheit des autonomen Fahrens
Klingner, Matthias; Erbsmehl, Christian; Landgraf, Tom
Journal Article
2017Technische Umsetzung von Smart Metern: Vortrag gehalten auf dem 4. Bautzener Energieforum, 23.03.2017, Bautzen
Heidrich, Mike; Oswald, Erik
Presentation
2016DAE-Modellierung und mathematische Stabilitätsanalyse von Energieversorgungsnetzen
Groß, Tjorben Benjamin; Trenn, S.; Reis, T.
Dissertation
2016Design und Entwicklung eines Sicherheitskonzepts für eine Handelsplattform für Speicherpotentiale in Stromnetzen
Ihrig, Benjamin; Knauber, Peter (Supervisor); Knodel, Jens (Supervisor)
Master Thesis
2016Forschen für die Stadt von morgen (Interview)
Bauer, Wilhelm
Conference Paper
2016Geeignete Kommunikationssysteme im Verteilnetz: Vortrag gehalten auf dem ETP Fachforum Innovative Netzplanung und -steuerung, 5.-6. Oktober 2016, Berlin
Oswald, Erik
Presentation
2016Information Systems Success Awareness for Professional Long Tail Communities of Practice: Erfolgsbewusstsein in Informationssystemen für professionelle long tail communities of practice
Renzel, D.
Dissertation
2016Intuitive Erstellung von Störungsgeometrien in dreidimensionalen seismischen Volumendaten
Bender, Jan; Fuhrmann, Arnulph; Rilling, Stefan
Bachelor Thesis
2016Mehr Freiheitsgrade, höhere Störsicherheit - HallinOne-Magnetfeldsensoren erschließen neue Dimensionen
Hackner, Michael
Journal Article
2016Methode zur agilen Geschäftsmodell-Innovation
Rose, Hannes
Dissertation
2016New Approach for Optimizing Usage of Situation Recognition Algorithms within IoT Domains
Mammadova, Chinara; Kuijper, Arjan (Prüfer); Ben Hmida, Helmi (Betreuer)
Master Thesis
2016Opportunities and challenges of high renewable energy deployment and electricity exchange for North Africa and Europe - scenarios for power sector and transmission infrastructure in 2030 and 2050
Boie, Inga; Kost, Christoph; Bohn, Sven; Agsten, Michael; Bretschneider, Peter; Snigovyi, Oleksandr; Pudlik, Martin; Ragwitz, Mario; Schlegl, Thomas; Westermann, Dirk
Journal Article
2016Semantic-based management of federated infrastructures for future internet experimentation
Willner, Alexander; Magedanz, Thomas (Betreuender Professor); Fdida, Serge (Gutachter); Demeester, Piet (Gutachter)
Dissertation
2016Smart Energy - intelligentes Lademanagement für Elektrofahrzeugflotten
Ostermann, Julien; Renner, Thomas; Scheffler, Gabriele
Book Article
2016Die Ultraeffizienzfabrik (UltraEff-UP) - Ressourcenschonende Produktionstechnologien ohne Emissionen im urbanen Umfeld: Abschlussbericht
Mandel, Jörg; Schließmann, Ursula; Lentes, Joachim; Stender, Siegfried
Report
2016Das Verbundprojekt BauCycle - von feinkörnigem Bauabbruch zu funktionalen Baumaterialien und Bauteilen
Dittrich, Sebastian; Dörmann, Joseph; Gruna, Robin; Nühlen, Jochen; Thome, Volker
Book Article
2016WIBAS. Zukünftiges Architekturmodell Informationssystem Wasser, Immissionsschutz, Boden, Abfall, Arbeitsschutz
Ellmenreich, B.; Schulz, K.-P.; Wendel, E.; Scherrieble, T.; Scherrer, M.; Spandl, H.; Koch, A.; Batz, Thomas
Book Article
2015Benchmarking-Studie OP-Personaleinsatzplanung
Hastreiter, Stefan; Schröder, Jürgen; Tomanek, Dagmar P.; Friedrich, Patrick; Woratschek, Heribert; Stadtelmann, Michael; Lindner, Alexandra
Book Article
2015Beschreibung von Produktionsprozessen in modularisierten Produktionsanlagen für Industrie 4.0
Heymann, Sascha; Jasperneite, Jürgen; Schröck, Sebastian; Fay, Alexander
Conference Paper
2015Low-Power-Elektronik für den Sport
Grün, Thomas von der; Lochmann, Matthias
Abstract
2015Mehrstufiger Rollout hat mehr Vor- als Nachteile
Oswald, Erik
Journal Article
2015Nahtlose Integration von Elektrofahrzeugen ins Smart Grid: Kommunikationsschnittstellen für das Energiemanagement
Spähn, Michael; Nauck, Enrico
Journal Article
2015Pegelwandlerschaltung
Sundermeyer, Jan; Weber, Norbert
Patent
2015Resource efficient quality of service management for NGN services in federated cloud environments
Schreiner, Florian; Magedanz, Thomas (Betreuer); Kao, Odej (Gutachter); Fdida, Serge (Gutachter); Ehijo, Alfonso (Gutachter)
Dissertation
2015Smart Metering. Success depends on selecting the right information and communication technology
Weber, Lars; Heidrich, Mike
Conference Paper
2015Strukturstudie "BWShare" - Gemeinschaftliche Nutzung von Ressourcen: Chancen und Herausforderungen der Sharing Economy für die etablierte Wirtschaft in Baden-Württemberg
Spindler, Helge; Martinetz, Simone; Friz, Daniel; Bauer, Wilhelm (Hrsg.)
Study
2015VDI-Initiative Stadt:Denken: Bausteine für die Stadt der Zukunft; Handlungsfelder
Hertwig, Michael; Lentes, Joachim ; Verein Deutscher Ingenieure -VDI-
Book
This publication list has been generated from the publication database Fraunhofer-Publica.