Am GWI wird die Digitalisierung der Energieinfrastruktur durch den Aufbau eines LivingLabs auf Forschungsebene angegangen, um so hochaktuelle Forschungsfragen zu beantworten. Hierfür wird am GWI das LivingLab stetig erweitert, sodass eine Plattform für Forschungsvorhaben entsteht, in welcher die Kopplung der Sektoren Strom, Gas und Wärme demonstriert und untersucht werden können.

Der Informationsaustausch am GWI bzw. generell erfordert eine strukturelle Umsetzung auf drei Ebenen. Die erste Ebene ist die Messung bzw. Datenakquise am Ort der Ein- oder Ausspeisung in die Strom-, Gas-, Wärmenetze. Dies geschieht durch Smartmeter. Die Smartmeter wiederum benötigen eine Kommunikationsinfrastruktur, welche die zweite Ebene darstellt. Ebene drei der Umsetzung bildet die Agglomeration und Weiterverarbeitung der erfassten Daten. Innerhalb dieser Ebene findet auch die Weiterleitung der zusammengefassten Daten an die theoretisch vorgelagerten Netzbetreiber statt sowie die Prognose und Standardlastprofil Generierung. Darüber hinaus schließen sich auf dieser obersten Ebene die aktiven und intelligente Steuerungs- und Regelungssysteme an, die auf die Aktuatoren innerhalb der Energienetze zugreifen.

Die Kommunikationsinfrastruktur (Ebene zwei) wird am GWI mittels innovativen LED-Straßenbeleuchtungssystem der Firma energiedata 4.0 GmbH realisiert. Die Kommunikationsinfrastruktur besteht aus insgesamt 14 netzfähigen Straßenbeleuchtungssystemen, die zusätzlich zur reinen Kommunikationsinfrastruktur einen Zugang zu Public Services und weiteren Anwendungen wie z. B. dem Lichtmanagement bieten. In der folgenden Abbildung sind die möglichen Funktionen des modularen LED-Straßenbeleuchtungssystems dargestellt.

Die modularen Straßenleuchten ermöglichen eine von der lokalen Helligkeit gesteuerte Ausleuchtung und Fernauslesung von SmartMetern mittels unterschiedlichster Funkstandards (Wifi, 5G, LTE, etc.). Gerade für die Errichtung eines 5G-Netzes, welches eine hohe Dichte von Sendemasten vorrausetz, stellt die Infrastruktur Straßenlaterne einen optimalem Träger dar. Sie ist ein fester Bestandteil der kommunalen Infrastruktur und durch ihre flächendeckende Verbreitung ein idealer Standort für die Digitalisierung der Städte und Kommunen. Ferner ermöglicht diese Technologie durch ihre modulare Bauweise nicht nur die vereinfachte Integration von zusätzlicher Messtechnik und Aktuatoren, sondern auch die Implementierung von Flexibilität wie fernwirktechnisch integrierbare Lasten oder der Aufbau und die Ansteuerung von virtuellen Kraftwerken sowie beliebigen Public-Services. Mögliche Smart City Anwendungen sind in der folgenden Abbildung exemplarisch skizziert.