Prof. Dr. Michael Rath

Im Modul "Digitale Systeme des Energie- und Quartiersmanagements" geht es um die Kombination und Anwendung von digitalen Werkzeugen, um Quartiere und Energie effizient zu managen und zu nutzen. Der Kurs findet immer freitags von 12:00 bis 15:45 Uhr in Raum H5-20 statt. Die Studierenden lernen Anforderungen an digitale Systeme des Energie- und Quartiersmanagement kennen und können Empfehlungen für deren Implementierung und Umsetzung geben. Sie lernen die unterschiedlichem Akteure und Schnittstellen in Stadtquartieren kennen und können Ausschreibende, Anwender und Anbieter urbaner Quartiersprojekte zum geordnetes Zusammenspiel der digitalen Systeme des Quartiersmanagements beraten. Mit Abschluss dieses Moduls werden Sie...

• Kontext und Grundlagen des digitalen Quartiersmanagements kennen
• Anforderungen bzgl. Datenschutz, Datensicherheit und Datenhoheit kennen
• Technisches Energiemanagement und Energiemanagement nach DIN EN ISO 50001:2018 verstehen
• Strukturen der Gebäudeautomation kennen
• Komponenten der Gebäudeautomation wie Anlagen, MSR, Bussysteme, Automation, Management kennen und erklären können
• Aufbau und Funktion prognosebasierter Steuerungen erläutern können
• Lastprognosen mit Scikit-Learn durchführen können
• Mit Machine Learning Algorithmen erstellte Lastprognosen einordnen können
• Abstimmungsbedarf mit anderen Fachplanerinnen und Fachplanern erkennen

>>> Moodlekurs Digitale Systeme des Energie- und Quartiersmanagements <<<

(weitere Infromationen s. Modulhandbuch)

(english below) 

Diese Ingenieurwissenschaftliche Studie befasst sich mit der Anwendung von maschinellem Lernen zur Modellierung und Vorhersage des Verhaltens von Energiesystemen. Nach einigen Einführungsvorlesungen beginnt die individuelle Bearbeitung der Themen. Die Anzahl der Teilnehmenden ist auf 6 begrenzt und im WiSe23/24 ausgebucht. Mit Abschluss diese Moduls sind die Studierenden in der Lage, ingenieurwissenschaftliche Aufgabenstellungen im Rahmen von Forschungsprojekten unter enger Betreuung zu bearbeiten, die Ergebnisse zu dokumentieren und zu kommunizieren.

(en)
This engineering study deals with the application of machine learning to model and forecast the behavior of energy systems. After a few introductory lectures, the individual processing of the topics begins. The number of participants is limited to 6 and fully booked in WiSe23/24. Completing this module, the students are able to work on engineering tasks within the framework of research projects under close supervision, to document the results and to communicate them.

>>> Moodlekurse Machine Learning in Energy Systems<<<

Result from Machine Learning in Energy Systems in WiSe 22/23:

Rath, M., Gunture Venkata, N. L., George, K., Prince, J. (2023). Application of Machine Learning in Energy Systems – a Comparative Analysis of Three Case Studies. In Proceedings of ECOS 2023 - 36TH International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems, June 25-30, 2023, Las Palmas de Gran Canaria, Spain, https://doi.org/10.52202/069564-0280

Lernziele:

Die Studierenden können den Nachweis des energiesparenden Wärmeschutzes und der energiesparenden Anlagentechnik für Nichtwohngebäude führen. Sie kennen die energetisch relevante Anlagentechnik und können Vorschläge für energieeffiziente Gebäude erarbeiten.

Inhalte:

• Heizkessel, Wärmepumpen, Heizkörper und Flächenheizungen
• Rohrnetze und Pumpen, hydraulischer Abgleich
• Heizlastberechnung
• Grundlagen Raumlufttechnik und Klimatechnik
• Thermische Solaranlagen
• Kompressionskältemaschinen und sorptionsgestütze Klimatisierung
• Bilanzierung nach DIN V 18599
• Nachweisführung

>>> Moodlekurs Grundlagen der Gebäudeenergietechnik <<<

(weitere Infromationen s. Modulhandbuch)

Lernziele:

Die Studierenden können sich in Gruppenarbeit und bevorzugt auch interdisziplinär mit einer Projektaufgabe auseinandersetzen, sie planerisch umsetzen und die Ergebnisse zum Abschluss vor der Gruppe präsentieren. 

Die bauphysikalischen und anlagentechnischen Entwürfe werden in interdisziplinären Teams erarbeitet. Unter Vorgabe von Meilensteinen, Abgabefristen und klar definierten Rollenverteilungen gilt es, den Anforderungen der Auftraggeber gerecht zu werden.

>>> Moodlekurs Projektseminar <<<

(weitere Informationen s. Modulhandbuch)

Studiengang Regenerative Energiesysteme, Lehrbeauftragter Dr. Matthias Utri

>>> Moodle Kurs <<<

Tobias Wolf (B. Sc.)

Auftragsforschung im Unterauftrag im Verbundvorhaben EnOB: ARCHE - Architekturen und Entwurfsmethodik für selbstoptimierende Regelverfahren in verteilten Energiesystemen; Teilvorhaben: sEMS-Architekturen und Demonstratoren 2

Ergebnisse aus dem Projekt:

• Rath, M., Ray, H., van Treek, M., Meeder, A., (2022). Untersuchung verschiedener Lastprognoseverfahren für die prognosebasierten Steuerung dezentraler Energieanlagen. In: Proceedings of BauSim Conference 2022: 9th Conference of IBPSA-Germany and Austria. ISBN: 978-3-00-073975-0. https://publications.ibpsa.org/conference/paper/?id=bausim2022_Rath_Michael
• Meeder, A., Rath, M. (2022). Lastprognose- und strommarktorientierte Anlagensteuerung von Wohngebäuden. Abschlussworkshop »BIM-basierte Gebäude- und Anlagensimulation als Beitrag zur Reduktion des Energiebedarfs im Bausektor« 26./27.9.2022. https://www.eas.iis.fraunhofer.de/de/anwendungsfelder/leben-gesundheit/fmi4bim.html
• Rath, M., Neumann, J., Meeder, A. (2022). Flexible Energieanlagen im Betrieb. In: Fidelis Reisch, E., Schlattmann, D., Alfons W. Gentner Verlag (Hrsg.), SBZ 13/2022. S. 46-50, https://www.sbz-online.de/heftarchiv/ausgabe-13-2022 

Seit 02/2022

Professor für Gebäudeenergietechnik Hochschule Bochum

Seit 03/2022

Leiter Competence Center Integrierte Gebäudeenergietechnik Fraunhofer IEG

08/2020 – 01/2022

Leiter IT-Applikationen & Automatisierung GASAG Gruppe, Geschäftseinheit Großkunden/Energiedienstleistungen

02/2020 – 08/2020

Leiter IT-Applikationen GASAG Gruppe, Geschäftseinheit Großkunden/Energiedienstleistungen

10/2019 – 03/2020

Lehrbeauftragter Informatik für Technisches Facility Management Hochschule für Wirtschaft und Recht Berlin, Technisches Facility Management

05/2019 – 03/2021

Projektleiter WindNODE, Teilvorhaben Power to Heat / Cold Anlage am EUREF-Quartier GASAG Solution Plus GmbH

05/2018 – 08/2020

Leiter Abteilung Steuerungs- und Softwareentwicklung Geo- En Energy Technologies GmbH

05/2016 – 05/2018

System Engineer Geo-En Energy Technologies GmbH, Konzeptabteilung

07/2015 – 05/2016

Ingenieur für Anlagendesign und Prozessoptimierung Geo-En Energy Technologies GmbH, Konzeptabteilung

10/2010 – 07/2015

Doktorand & wissenschaftlicher Mitarbeiter Philipps-Universität Marburg, Fachbereich Physik, AG Komplexe Systeme

10/2004 – 10/2010

Paralleles Studium von Physik auf Diplom und Mathematik auf Diplom Westfälische Wilhelms-Universität Münster (Vordiplom Physik, Vordiplom Mathematik, Diplom in Physik) 

Veröffentlichungen & Konferenzbeiträge

1. Rath, M. (2023). Strommarktorientierte Betriebsplanung- und Optimierungsstrategie der geothermischen Wärmepumpensysteme des Energiecampus am Bochumer Standort des Fraunhofer IEG. Der Geothermiekongress 2023, https://doi.org/10.24406/publica-2140

2. George, K. N., Rath, M., Bracke, R. (2023). Quantifying demand flexibilities of buildings for an optimal design and operation of integrated district energy systems. In Proceedings of ECOS 2023 - 36TH International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems, June 25-30, 2023, Las Palmas de Gran Canaria, Spain, https://doi.org/10.52202/069564-0310

3. Sporleder, M., Rath, M., Xu, Y., van Beek, M., Ragwitz, M. (2023). Utilizing Historical Operating Data to increase Accuracy for Optimal Seasonal Storage Integration and Planning. In Proceedings of ECOS 2023 - 36TH International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems, June 25-30, 2023, Las Palmas de Gran Canaria, Spain, https://doi.org/10.52202/069564-0202

4. Rath, M., Gunturu Venkata, N. L., George, K., Prince, J. (2023). Application of Machine Learning in Energy Systems – a Comparative Analysis of Three Case Studies. In Proceedings of ECOS 2023 - 36TH International Conference on Efficiency, Cost, Optimization, Simulation and Environmental Impact of Energy Systems, June 25-30, 2023, Las Palmas de Gran Canaria, Spain, https://doi.org/10.52202/069564-0280

5. Sporleder, M., Rath, M., Jansen, M., & Mann, R. (2023). "Chapter 15: A mixed-integer linear programming approach for an optimal-economic design of renewable district heating systems: a case study for a German grid". In Handbook on the Economics of Renewable Energy. Cheltenham, UK: Edward Elgar Publishing. Retrieved Aug 26, 2023, from https://doi.org/10.4337/9781800379022.00024

6. Born, H., Bracke, R., Eicker, T., Rath, M. (2022). Roadmap for Near-Surface Geothermal Energy. Fraunhofer IEG. https://publica.fraunhofer.de/handle/publica/437754 

7. Sporleder M., Rath M., Ragwitz M. (2022). Design optimization of district heating systems: A review. Frontiers in Energy Research (10). https://doi.org/10.3389/fenrg.2022.971912  
8. Rath, M., Ray, H., van Treek, M., Meeder, A., (2022). Untersuchung verschiedener Lastprognoseverfahren für die prognosebasierten Steuerung dezentraler Energieanlagen. In: Proceedings of BauSim Conference 2022: 9th Conference of IBPSA-Germany and Austria. ISBN: 978-3-00-073975-0. https://doi.org/10.26868/29761662.2022.70
9. Rath, M., Neumann, J., Meeder, A. (2022). Sektorkopplung in der Praxis: Flexible Energieanlagen im Betrieb. In: haustec.de - Das Fachportal für die Gebäudetechnik, Alfons W. Gentner Verlag (Hrsg.), https://www.haustec.de/energie/heizen-mit-erneuerbaren-energien/sektorkopplung-der-praxis-flexible-energieanlagen-im 
10. Meeder, A., Rath, M. (2022). Lastprognose- und strommarktorientierte Anlagensteuerung von Wohngebäuden. Abschlussworkshop »BIM-basierte Gebäude- und Anlagensimulation als Beitrag zur Reduktion des Energiebedarfs im Bausektor« 26./27.9.2022. https://www.eas.iis.fraunhofer.de/de/anwendungsfelder/leben-gesundheit/fmi4bim.html
11. Rath, M., Neumann, J., Meeder, A. (2022). Flexible Energieanlagen im Betrieb. In: Fidelis Reisch, E., Schlattmann, D., Alfons W. Gentner Verlag (Hrsg.), SBZ 13/2022. S. 46-50, https://www.sbz-online.de/heftarchiv/ausgabe-13-2022 
12. Born, H., Bracke, R., Eicker, T., Rath, M. (2022). Roadmap Oberflächennahe Geothermie. Fraunhofer IEG. https://doi.org/10.24406/publica-70 
13. Heuser, L., Dickgießer, D., Meevissen, M., Bosak, G., Rapp, H., Schemmann, G., Kubale, S., Schickel, C., Kehren, D., Alefs, M., Krüger, T., Ruess, P., Lämmel, P., Tcholtchev, N., Herrmann, C., Rath, M., Schonowski, J., Hübner, B. , Hülsmann, C., Pollmann, W., Groß, B., Schaffrin, R., Berndt, M., Höffken, S., Chevalier, M., Heyder, M., Koch, A., Horster, B., Feil, R., Weiß, W. (2022). DIN SPEC 91397:2022-03 - Leitfaden für die Implementierung von digitalen Systemen des Quartiersmanagements. https://dx.doi.org/10.31030/3332314 
14. Rath, M. (2022). Effizienter Anlagenbetrieb durch thermische Lastprognosen. zeero-day 2022. https://en-agentur.de/events/zeero-day-2022
15. Rath, M. (2022). Energiewende? Das wird nur was mit regenerativen Energiesystemen! Public Climate School, 07.11. - 11.11.2022. https://publicclimateschool.de/do-faf-regenerative-energie/
16. Rath, M., Neumann, J. (2021). CO­₂-neutrale Versorgung von Neu- und Bestandsbauten mitten in Berlin. In: Erdmann G., M. Graebig, N. Rogler und I. Uhlig (Hrsg.), Strom, Netz, Fluss. S. 113-116, https://bit.ly/2UnngOH
17. Rath, M., Neumann J., Wilhelm G. (2021). Carbon-neutral District Supply in the 21st Century. In: Showcasing smart energy systems from Northeastern Germany : WindNODE - #WindNODEreport2020, S. 144-147. https://doi.org/10.2314/KXP:1778635547
18. Beuker S., Doderer, H., Funke, A., Koch, C., Kondziella, H., Hartung, J., Maeding, S., Medert, H., Meyer-Braune, G., Rath, M., Rogler, N. (2021). Summary report – Flexibility, markets and regulation. https://www.windnode.de/fileadmin/Daten/Downloads/FMR_eng.pdf
19. Rath M., Neumann J., Wilhelm G. (2021). CO2-neutrale Quartiersversorgung im 21. Jahrhundert. In: Das Schaufenster für intelligente Energie aus dem Nordosten Deutschlands 2017-2020 : WindNODE - #WindNODEJahrbuch2020. (2020). 50Hertz-Transmission GmbH, S. 144-147. https://doi.org/10.2314/KXP:1759026476
20. Beuker S., Doderer, H., Funke, A., Koch, C., Kondziella, H., Hartung, J., Maeding, S., Medert, H., Meyer-Braune, G., Rath, M., Rogler, N. (2021). Synthesebericht Flexibilität, Markt und Regulierung. https://www.windnode.de/fileadmin/Daten/Downloads/FMR.pdf
21. Korek, K., Rath M. (2020). Berlin - Innovative Solutions for a Decentralized Energy Transition. 16th Japanese German Industry Forum, Vortrag & Diskussion, 11.11.2020
22. Rath, M. (2020). Flexible Quartiersversorgung mit einer kombinierten PtH-/PtC-Anlage. SINTEG-Abschlusskonferenz, 29.10.2020. http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.25924.65922
23. Rath, M. (2020). Errichtung, Integration und Betrieb einer Power to Heat/Power to Cold Anlage am EUREF Quartier mit Schaufensterfunktion. WindNODE-interne Abschlusskonferenz, Ergebnispräsentation AP6, Vortrag, 10.9.2020
24. Meyer-Braune, G., Dreke, C., Meinl, A., Olschewski, D., Banas, A., Dickert, J., Herrmann, A., Gertje, J., Richter, M., Wolf, A., Rath, M., Knoth, L., Richter, A., Hartung, J., Hüttner, A. (2020). DIN SPEC 91410-1:2020-07 - Energieflexibilität - Teil 1: Flexibilitätsbereitstellung für die Engpassbewirtschaftung von Stromnetzen - Anforderungen an die freiwillige Teilnahme von Anbietern an einer Flexibilitätsplattform. https://dx.doi.org/10.31030/3165667
25. Meeder, A., Rath, M., Schuldt-Gruner, M., Koch, M., Kalkuhl, S. (2019). Leitstandwarte hybrider Energieanlagen. Projektabschlussbericht, https://www.berlin.de/sen/uvk/umwelt/foerderprogramme/berliner-programm-fuer-nachhaltige-entwicklung/bene-projekte/wissenschaftliche-abschlussberichte/ 
26. Meeder, A., Rath, M., Koch, M., Schuldt-Gruner, M. (2019). Control system for intelligent cross-sector coupling in an urban quarter. ICREN 2019, ISSN 2609-­374X, S.109, https://premc.org/doc/ICREN2019/ICREN2019_Book_Of_Abstracts.pdf
27. Viernickel, M., Bognar, C., Rath, M. (2018). Ganzheitliche Energiekonzepte in der Umsetzung. Vortrag, 20. November 2018, https://aktionskreis-energie.de/events/geoen/
28. Rath, M. (2018). Low-dimensional Models for Subcritical Turbulence in Channel Flow - A Model Hierarchy Built on Production, Transfer and Dissipation of Turbulent Kinetic Energy. Philipps-Universität Marburg. https://doi.org/10.17192/z2018.0230
29. Rath, M., Viernickel, M., Zänger, T., Ewald, R. (2017). „Umbau der Fernwärme auf regenerative Energien am Beispiel der Bauhausstadt Dessau. In Acksel, D., Huenges, E., Kastner, O. (Hrsg.), Wärmewende am Beispiel Quartier: ein Beitrag zur Energiewende, Potsdam : Deutsches Geo-Forschungs-Zentrum GFZ, S. 34-39, https://doi.org/10.2312/GFZ.7.0.2017.001
30. Rath, M., Pausch, M., Eckhardt, B. (2015). Mean field model for turbulence transition in plane Poiseuille flow. 15TH European Turbulence Conference, 25. – 28. August 2015, DELFT, THE NETHERLANDS, conference proceedings https://repository.tudelft.nl/islandora/object/uuid:5510c371-8b5b-45e9-a950-0e3ac53a0c23/
31. Rath, M., Eckhardt, B (2014). A model for subcritical turbulence in channelflow. Euromech Colloquium EC565 on Subcritical Transition to Turbulence, 6. - 9. Mai 2014, CARGÈSE, Corsica, France, Vortrag & Proceedings, S. 68, https://perso.limsi.fr/duguet/Cargese/master.pdf
32. Rath, M., Eckhardt, B. (2013). Mean Field Model for Turbulence Transition in Plane Poiseuille Flow. European Turbulence Conference 14, 1.-4. September 2013, Vortrag & Proceedings http://etc14.ens-lyon.fr/openconf/modules/request.php?module=oc_proceedings&action=summary.php&a=Accept&id=520
33. Rath, M. (2010). Stochastische Punktwirbeldynamik – Stochastic Point Vortex Dynamics. Diplomarbeit, Betreuer Rudolf Friedrich, https://www.uni-muenster.de/imperia/md/content/physik_tp/theses/friedrich/da_rath.pdf
34. Rath, M. (2010). Stochastic point vortex dynamics. Self-Organization in Turbulent Plasmas and Fluids, Summer School and Workshop: 3. -14. Mai 2010. Posterbeitrag, https://www.pks.mpg.de/~turb10/
35. Rath, M. (2009). Stochastische Punktwirbeldynamik. Selbstorganisation und Komplexität, Kleinwalsertal (Österreich), 16-22 August 2009, Vortrag, https://www.uni-muenster.de/Physik.TP/research/retired/friedrich/veranstaltungen/zaferna-2009/vortraege.html

Interviews & sonstige Medienpräsenz

1. "Energiewende in Berlin: Die Zukunft beginnt in Schöneberg", Interview im Tagesspiegel, https://www.tagesspiegel.de/gesellschaft/die-zukunft-beginnt-in-schoneberg-5396464.html, abgerufen am 13.6.2023 20:34 Uhr

2. "Long and short term storages in energy concepts", Ringvorlesung BACCARA "Electrochemistry and Energy Storage“, WWU Münster, 03.07.2023, https://www.uni-muenster.de/de/veranstaltungskalender/prod/ausgabe/termine.php?layout=toptermin-detail&id=34990&einrichtungsid=56  

3. "Klimaneutrale Energiesysteme der Zukunft – Geothermie, Wasserstoff, Sektorenkopplung", Vortrag bei Veranstaltung "Grüne Wärme für Soest", 14.6.2023, https://klimanotstand-soest.info/events/gruene-waerme-fuer-soest/  

4. "Wie entstehen Gebäudeenergiekonzepte im Quartier?", Vortrag bei Veranstaltung "1. HAR-Wissensmarkt „Nachhaltigkeit im Gebäudebestand“ am 28.1.2023, https://trikon-online.w-hs.de/dialog/artikelansicht/1-har-wissensmarkt-nachhaltigkeit-im-gebaeudebestand 

5. "Möglichkeiten der Wärmeversorgung mit Geothermie im Mehrfamilienhausbestand", Haus & Grund Ruhr, Michael Rath, Bastian Welsch, https://www.hug-ruhr.de/erdwaerme_2-2023.html
6. Kurzer Plus-Minus-Beitrag zur Geothermie, ab Minute 6:30 https://www.ardmediathek.de/video/plusminus/plusminus-vom-19-04-2023/das-erste/Y3JpZDovL2Rhc2Vyc3RlLmRlL3BsdXNtaW51cy9mM2Y2YzA3Zi1mOWY3LTQ2ZmQtOTU1MC04ZTVmM2JmMjk1OWQ
7. "Nachhaltigkeit und Klimaschutz – Erfahrungen beim Aufbau einer Smart City", Podiumsdiskussion bei der DIV-Erfahrungswerkstatt am 24.5.2022, https://div-konferenz.de/div-erfahrungswerkstatt-ii/ 
8.  „Die Wende intelligent gestalten“, Interview in Artikel, Berliner Wirtschaft, das Magazin der Industrie- und Handelskammer zu Berlin, Ausgabe 9/2019, S. 46, http://www.ihk-berlin.org/ebook/Berliner-Wirtschaft-09-2019/46/index.html, abgerufen am 04.02.2020 19:17
9. „EUREF-Campus als Reallabor für die Energiewende“, Interview in Artikel, Industrieanzeiger Ausgabe 02.20, https://industrieanzeiger.industrie.de/technik/euref-campus-als-reallabor-fuer-die-energiewende/, abgerufen am 12.07.2020 22:48