Dornbirn – In Europas Haushalten wird etwa ein Drittel des Warmwassers mit elektrischer Energie aufbereitet. Die Boiler in Küche und Badezimmer passen vielen Planern smarter Energiesysteme aber nicht mehr ins Konzept, weil sie wenig sparsam sind.

Peter Kepplinger sieht aber auch bei diesen Warmwasserspeichern noch Potenzial für Optimierungen. Als Gruppenleiter für Demand-Side-Management an der FH Vorarlberg beschäftigt er sich damit, wie man Boiler so steuern kann, dass sie möglichst sparsam das benötigte Warmwasser zur Verfügung stellen. Die Fragestellungen einer "verbraucherseitigen Laststeuerung", die sich aus seinen FH-Projekten ergeben, sind auch Teil seiner aktuellen Doktorarbeit an der Uni Innsbruck. Im Rahmen des Josef-Ressel-Zentrums für angewandtes wissenschaftliches Rechnen in Energie, Finanzwirtschaft und Logistik an der FH Vorarlberg untersucht Kepplinger die Auswirkungen der Technologie auf die Stromnetze.

Zur optimalen Steuerung eines Wasserspeichers müssen laufend Daten über seinen Zustand erhoben werden. "Wir versuchen die Sensorik so zu gestalten, dass bestehende Speicher einfach nachgerüstet werden können", sagt Kepplinger. Aus Leistung, Wasserfluss und Temperaturwerten wird eine Energiebilanz erstellt. "Es wird laufend eruiert, wie viel Energie wir reinstecken und wie viel wir rausnehmen", erklärt der Forscher. "Aus dem Verlauf der Daten kann zudem die Schichtung von heißem und kaltem Wasser geschätzt werden."

Aufgrund aller bisherigen Nutzungsdaten wird der zukünftige Warmwasserverbrauch abgeschätzt. "Das System wertet die gesamte Historie aus und errechnet die wahrscheinlichsten zukünftigen Verläufe", sagt Kepplinger. Neben den Verbrauchsdaten wird auch eine "Anreizfunktion von einer zentralen Instanz" berücksichtigt – beispielsweise ein günstiger Strompreis, wenn viel Sonnenenergie zur Verfügung steht.

Das System, das Kepplinger und Kollegen entwerfen, kombiniert all diese Daten und leitet optimale Schaltzeiten des Speichers ab, sodass möglichst günstig bereitetes Warmwasser zur richtigen Zeit vorhanden ist. Das System bringt laut dem Forscher auch Vorteile beim Datenschutz: "Informationen fließen nur in eine Richtung, etwa wenn der Energieversorger Strompreise übermittelt. Die Verbraucherdaten werden hingegen nie nach außen getragen."

Der 1980 geborene, in Lofer aufgewachsene Salzburger hat ursprünglich Biomathematik studiert. "Schuld daran war Wittgenstein. Seine logische Betrachtung der Sprache hat mich fasziniert", blickt er zurück. Nebenher habe er "viel herumstudiert", etwa Germanistik und Musikwissenschaften. Nach dem Studium war er als Softwareentwickler selbstständig.

Den Weg in die Forschung fand er spät. "Ich hatte mit der wissenschaftlichen Karriere schon abgeschlossen", erinnert sich Kepplinger. Nachdem er mit seiner Frau nach Vorarlberg gezogen war, ergab sich für den nunmehrigen Vater zweier Kinder eine neue Chance. "Beim Mathematik-Studium fehlte mir die Nähe zur realen Anwendung. Die habe ich nun in der Energietechnik gefunden." Der späte Wiedereinstieg habe durchaus Vorteile, so Kepplinger. "Ich war bereits in der Privatwirtschaft tätig und kann auf einige Lebenserfahrung zurückblicken." (Alois Pumhösel, 6.8.2017)