Stromverbrauch mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz genauer unter die Lupe nehmen

Mit Hilfe des Non-Intrusive Load Monitoring (NILM) kann man analysieren, welche Geräte in einem Haushalt gerade Strom verbrauchen, ohne dafür an allen Verbrauchern eigene Messinstrumente anzubringen. Emir Sinanović, Universitätsassistent in der Arbeitsgruppe Smart Grids am Institut für Vernetzte und Eingebettete Systeme, möchte diese Analyse nun mit einem Large-Language-Model, das ähnlich wie ChatGPT funktioniert, verknüpfen.

„Ein Wasserkocher zeigt eine andere Verlaufskurve beim Stromverbrauch als ein Kühlschrank. Aus verschiedenen Parametern lässt sich mit Hilfe des Non-Intrusive Load Monitoring errechnen, welches Gerät gerade in Betrieb ist“, erzählt Emir Sinanović. Er möchte diese Auswertung nun mit einem Large-Language-Model kombinieren, das Informationen über bestehenden Verbrauch und Vorhersagen zu zukünftigen Verläufen bereitstellen soll. Das sei für mehrere Einsatzbereiche sinnvoll: „Viele Nutzer:innen möchten nicht selbst Daten interpretieren und hätten einen Vorteil davon, wenn ihnen besser aufbereitete Informationen zur Verfügung stünden. So könnte man zum Beispiel auch ältere Menschen, die allein leben, unterstützen, indem Verwandte über Abweichungen im alltäglichen Stromverbrauch informiert werden, die darauf hindeuten könnten, dass der Person etwas zugestoßen ist.“

Damit ein Large-Language-Model lernen kann, braucht es viele Daten. Echte Daten stehen zum Beispiel in Form von Pools aus Österreich und Italien zur Verfügung. Zusätzlich haben Forscher:innen der Arbeitsgruppe Smart Grids bereits an Hardware und Algorithmen für Mini-Computer gearbeitet, die direkt am Stromnetz des Haushalts angebracht und verwendet werden, um so Daten schnell und in einer hohen Frequenz abfragen und liefern zu können. Darauf kann Emir Sinanović, der im Dezember seine Stelle angetreten ist, nun aufbauen.

Dass insbesondere in diesem sensiblen Bereich Datenschutz von hoher Relevanz ist, erklärt sich für Emir Sinanović von selbst. „Wie man gewährleisten kann, dass die privaten Daten in Sicherheit bleiben, wird auch Gegenstand meiner Arbeiten sein“, berichtet er. Neben Privathaushalten könnte die Technologie aber auch für Unternehmen hoch relevant sein, die auf diesem Weg auch mehr Informationen über ihren Energieverbrauch aufbereitet zur Verfügung hätten und so ihre Energieeffizienz steigern könnten.

Das Thema Smart Grids beschäftigt Emir Sinanović schon länger. Neben seinem Bachelorstudium der Informationstechnik arbeitete er in der Softwareentwicklung für Webapplikationen im Lakeside Park. Danach folgte das Masterstudium in Information and Communications Engineering, das er 2023 abschloss. Sein Betreuer bei der Masterarbeit Wilfried Elmenreich ist nun auch Supervisor seines Doktoratsprojekts. An die Technik wurde Emir Sinanović bereits als Schüler in den Informatikfächern der Handelsakademie in Klagenfurt herangeführt: Der begeisterte Computerspieler wollte nicht nur IT nutzen, sondern sie auch selbst entwickeln. „Nur zu programmieren, war mir auch nicht genug. Daher war ich froh, das Bachelorstudium Informationstechnik gefunden zu haben, das Soft- und Hardware kombiniert“, erzählt er. „Dass ich mich nun noch tiefer in das Thema im Rahmen einer Dissertation einarbeiten kann, ist eine große Freude. Ich lerne auf diesem Weg noch viel dazu – und davon kann ich nur profitieren.“