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Die Ausgangssituation: Was ist die ökologische Herausforderung?
Die Förderung von erneuerbaren Energien ist entscheidend, um dem Klimawandel entgegenzuwirken. Strom-Bojen sind schwimmende Strömungsturbinen, die Strom aus Wasserkraft erzeugen. Sie können eine sinnvolle Ergänzung zu Windkraftanlagen und Photovoltaikanlagen an Land darstellen. Unter optimalen Bedingungen kann eine Strom-Boje eine Jahresleistung von 350.000 bis 400.000 kWh aus Wasserkraft erzeugen. Dies entspricht dem durchschnittlichen Jahresenergiebedarf von 100 Vier-Personenhaushalten. In Europa haben die mittleren bis großen Alpenabflüsse großes Potenzial, um in ihnen Strom-Bojen zu positionieren. Jedoch ist die Standortermittlung bisher eine große Hürde, denn es fehlen belastbare Strömungsdaten, die als Basis für eine Wirtschaftlichkeitsanalyse dienen könnten.
Die Idee: Welchen Beitrag kann KI konkret leisten?
Ziel des Projekts FluKIT ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das KI-gestützt Flussbettprofile und lokale Strömungsverhältnisse vermisst. Die KI hilft dabei, das Messraster des Forschungsschiffs während der Messung zu optimieren und geeignete Orte im Gewässer zu finden, an denen die Ausbeute der Strom-Boje am höchsten ist. Mit diesem Verfahren soll die Standortbestimmung für Strom-Bojen entscheidend erleichtert und verkürzt werden. Zusätzlich wird es eine Vermessung sowie eine Nachbildung des Flussbettes mit KI geben. Hiermit soll die optimale Positionierung möglich sein. Das neue Software-Tool bietet den Betreibern solcher Anlagen Planungssicherheit. Außerdem werden für das vorliegende Turbinendesign mittels Strömungssimulationen und Kameraaufnahmen mögliche Umwelteinwirkungen auf die Fauna untersucht und die Positionierung der Strom-Bojen zueinander optimiert.
Der Ausblick: Welchen Leuchtturmcharakter hat das Projekt?
Die Ergebnisse des Projekts können dazu beitragen, den Ausbau der Stromerzeugung aus Wasserkraft im Einzelnen und in der naturverträglichen Erzeugung erneuerbarer Energie im Großen voranzutreiben. Eine verlässliche KI-Umgebung kann den Betreibern und Planern von Strom-Bojen Sicherheit geben. Zudem soll künftig eine Kosten- und Gewinnabschätzung von Bojen-Clustern möglich werden, da sich die Strom-Bojen in ihrer Effizienz gegenseitig beeinflussen. Im Vorhaben soll ein frei verfügbarer Datensatz und eine open-source Software erstellt werden. Mit der zur Verfügung gestellten KI-Software können weitere Prognosen für künftige Strömungsverhältnisse und die Beschaffenheit von Flussbetten erstellt werden. Für Messdaten, trainierte KI-Modelle und das KI-Software-Tool wird eine eigene Internetpräsenz erstellt, sodass der Öffentlichkeit ein Zugang zu allen relevanten Daten ermöglicht wird.