SEAM4US

Nachhaltiges Energie-Management für U-Bahn-Stationen

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Projektzeitraum: Okt. 2011 - Sep. 2014        

Finanzierung: 4 Millionen € aus dem 7. EU-Forschungsrahmenprogramm FP7

Partner: 9

Projektkoordinator: Cofely Italia Spa

Aufgaben des FIT: Weiterentwicklung und Integration von IoT Middlewares, Software-Architektur, iteratives Anforderungsmanagement

Fraunhofer FIT hat im EU-Projekt SEAM4US ein Energiemanagement für U-Bahnstationen entwickelt. Durch die Integration von Messgeräten und Sensor-Aktuator-Netzwerken in die U-Bahn-Subsysteme sind Energieeinsparungen bis zu 21 Prozent möglich.

U-Bahnen sind das Rückgrat des städtischen Nahverkehrs, zugleich aber auch große Stromfresser. So verbraucht beispielsweise das gesamte Untergrundbahnsystem von Barcelona rund 63,1 Millionen kWh pro Jahr. Ein Drittel der benötigten Energie wird für den Betrieb von Subsystemen der U-Bahn-Stationen aufgewendet. Hierzu gehören beispielsweise die Belüftung, Rolltreppen, Aufzüge und die Beleuchtung. Würde man den Energieverbrauch nur um einige wenige Prozentpunkte senken, wäre der Stromspareffekt schon beachtlich.

Im EU-Projekt SEAM4US wurden daher nachhaltige Energiemanagement-Technologien entwickelt, um den Energiebedarf der Teilsysteme zu reduzieren. Dies sollte unter anderem durch zusätzliche Messgeräte und Sensor-Aktuator-Netzwerke gelingen, die in die Subsysteme integriert wurden. Erforderliche Nutzer-, Umgebungs- und zeitliche Daten wurden mit Hilfe einer von Fraunhofer FIT entwickelten Middleware erfasst. FIT leitete zudem die Systementwicklung innerhalb des Projektteams, führte die Anforderungsanalyse durch und war verantwortlich für die Integration der unterschiedlichen Technologien in die SEAM4US-Plattform.

Das SEAM4US-System wurde in Barcelonas U-Bahn-Station »Passeig de Gràcia« installiert und getestet. Dieser Knotenpunkt ist eine der meistfrequentierten Stationen der katalonischen Hauptstadt. Vor der Installation des Systems wurden verschiedene Energiesparstrategien modelliert. Eine Langzeitsimulation ergab ein Einsparpotential von 13,3 Prozent – ohne dass die Passagiere Komforteinschränkungen in Kauf nehmen müssen. Lässt man geringe Einschränkungen zu, etwa eine moderate Senkung der Lichtintensität, sind sogar bis zu 21 Prozent möglich. Bezogen auf das gesamte U-Bahn-Netz Barcelonas entspräche dies dem Strombedarf von rund 2.900 Haushalten.

Ergebnisse

Die Teststation in Barcelona demonstrierte eine sehr praktische und realitätsnahe Simulation des SEAM4US-Systems. Dabei konnte das Energiemanagement verbessert und Energie durch folgende Maßnahmen eingespart werden:

  • Einsatz von Kameras, Bewegungssensoren und Datenprognosen zur Ermittlung von Bereichen, in denen der Energieverbrauch von Rolltreppen, Beleuchtungskörpern und die Luftqualität von U-Bahn-Stationen verbessert werden kann.
  • Die Ergebnisse des Testlabors zeigten eine 21-38 prozentige Reduzierung des Energieverbrauchs in drei verschiedenen Einstellungen: normal, maximale Einsparung und maximaler Komfort.

Nächste Schritte

Das Projekt hat viele wertvolle Erkenntnisse im Bereich des nachhaltigen Energiemanagements gewonnen. Projektleiter des Fraunhofer FIT, Marc Jentsch, sieht großes Potenzial in den Projektergebnissen, dass in weiteren Projekten genutzt werden könnte: »SEAM4US hat die Grundlage für zukünftige Anwendungen im Bereich der Energieeffizienz gelegt. Wir können erwarten, dass weitere Projekte den Energieverbrauch in U-Bahn-Stationen noch stärker reduzieren werden.«   

Aktualisierung: Juni 2020