Photovoltaiksystem
Entwicklung eines Photovoltaik-Systemmodels (PV-System)
Das Ziel des PV-Anlagenprojekts ist eine vollständige Beschreibung einer bestehenden PV-Anlage in digitaler, maschinenlesbarer und FAIRer Form, um den Anlagenbetreiber zu unterstützen.
Wir haben einen neuartigen Ansatz entwickelt, um FAIR digitale Objekte (FDO) und Ontologien als Metadatenmodelle zu integrieren, um den Datenzugang für Energieforscher:innen, Energieforschungsanwendungen, betriebliche Anwendungen und Energieinformationssysteme zu unterstützen. Als konzeptionelles Beispiel haben wir eine Photovoltaikanlage verwendet. In diesem System gibt es sowohl statische als auch dynamische Daten. Die statischen Daten werden weiter unterteilt in strukturelle Kompositionsmetadaten, die die Einheiten der PV-Anlage und ihre Beziehungen zueinander beschreiben, und in Stammdaten, die die Eigenschaften der verschiedenen Einheiten beschreiben (vergleichbar mit einem technischen Informationsdatenblatt). Bei den dynamischen Daten handelt es sich um Zeitreihen gemessener elektrischer Größen von verschiedenen Orten innerhalb der PV-Anlage. Die Metadaten für die strukturelle Zusammensetzung werden mit Hilfe einer intern entwickelten PV-Ontologie beschrieben, die in der Web Ontology Language OWL ausgedrückt wird. Die Stammdaten werden mit den Standards IEC 61850, GeoJSON und SensorML beschrieben. SensorML und GeoJSON beschreiben auch die dynamischen Messdatenstrukturen bzw. die Gerätestandorte.
Durch die Beschreibung jeder Entität in der PV-Anlage mit Hilfe der genannten Schemata wird eine größere Anzahl von Beschreibungsobjekten (Instanzen der Schemata) erstellt. Ein PV-Modul besteht beispielsweise aus drei Beschreibungsobjekten, von denen eines in IEC 61850 (technisches Datenblatt), ein weiteres in GeoJSON (Geolokation und Abmessungen) und ein drittes als Ontologie-Instanzgraphen-Darstellung des PV-Moduls geschrieben ist. Um diese drei miteinander zu verknüpfen, verwenden wir FDOs mit Assoziationen zu allen drei Entitäten. Das Profil der FDOs besteht aus dem Helmholtz Kernel Information Profile (KIP), das vom HMC Cross Cutting Topic 4 (From Development to Deployment), an dem der Hub Energie beteiligt ist, entwickelt wurde.
