Open-Source-Programm als Digitaler Zwilling für den Anlagenbetrieb
Digital Twin für solarthermische Großanlagen bringt ISO 24194 in die Praxis
Solarthermische Großanlagen sind ein zentraler Baustein der erneuerbaren Wärmeversorgung. Sie liefern Wärme preisstabil und zu vergleichsweise niedrigen Wärmegestehungskosten von etwa 30–60 €/MWh. Weltweit sind rund 1.800 solcher Anlagen in Betrieb, vor allem in Fernwärmenetzen sowie in industriellen Anwendungen.
Ihr langfristiger wirtschaftlicher Erfolg hängt jedoch maßgeblich davon ab, ob die Anlagen über Jahrzehnte hinweg den erwarteten Solarertrag tatsächlich erreichen. Genau hier zeigt sich eine Lücke: Bisher fehlten offene, standardisierte Softwarewerkzeuge, die den Anlagenbetrieb durchgängig datenbasiert überwachen und gleichzeitig belastbare Nachweise für Performance-Garantien liefern können.
SunPeek als offener digitaler Zwilling für den Anlagenbetrieb
SunPeek setzt genau an dieser Stelle an. Die unter Leitung von AEE INTEC gemeinsam mit Forschungs- und Industriepartnern entwickelte Open-Source-Software versteht sich als digitaler Zwilling für solarthermische Großanlagen im Betrieb.
Im Kern automatisiert SunPeek die kontinuierliche Leistungsüberwachung und führt standardisierte Performance- und Garantieprüfungen durch. Gleichzeitig erkennt das System schleichende Veränderungen im Anlagenverhalten, etwa durch Verschmutzung oder technischen Verschleiß und Alterung, und macht diese frühzeitig sichtbar.
Besonders relevant ist dabei der vollständig integrierte Workflow: von der Verarbeitung der Rohdaten bis hin zu einem standardkonformen Monitoring-Report nach ISO 24194 erfolgt die gesamte Auswertung automatisiert und reproduzierbar.
Wissenschaftliche Validierung durch Peer-Review
Ein wichtiger Meilenstein wurde im April 2026 erreicht, als SunPeek im Journal of Open Source Software (JOSS) peer-reviewed veröffentlicht wurde. Diese Publikation stellt nicht nur eine wissenschaftliche Validierung der Software dar, sondern auch einen formalen Qualitätsnachweis für das Entwicklerteam und die zugrunde liegende Methodik.
Damit wird SunPeek zu einer offenen Referenzimplementierung der ISO 24194 und überführt zentrale Elemente der Norm – insbesondere den sogenannten „Power Check“ – in eine direkt anwendbare Softwareumgebung. Ergänzend dazu wird das Tool im IEA SHC Task 68 „Guide to ISO 24194“ umfassend dokumentiert und anhand realer Anwendungsfälle eingeordnet.
Von der Forschung in den operativen Einsatz
Parallel zur wissenschaftlichen Validierung entwickelt sich SunPeek zunehmend in Richtung praktischer Anwendung. In den europäischen Forschungsprojekten DigiSolar und SolarOpt wird die Software derzeit gezielt erweitert, insbesondere im Hinblick auf verbesserte Ertragsprognosen und weiterentwickelte Methoden zur Anomalieerkennung.
Ein weiterer wichtiger Entwicklungsschritt ergibt sich aus der geplanten Revision der ISO 24194 im Jahr 2026. Mit der Einführung des sogenannten „Annual Yield Check“ entsteht eine ertragsbasierte Bewertungsmethode, die bereits heute in SunPeek abgebildet werden kann und künftig eine noch genauere Leistungsbewertung ermöglichen soll.
Messbarer Nutzen im Betrieb
Für Anlagenbetreiber zeigt sich der Nutzen der Methode bereits in konkreten Zahlen. Eine interne Analyse weist darauf hin, dass durch frühzeitige Fehlererkennung ein um etwa fünf Prozent höherer Solarertrag erzielt werden kann. Gleichzeitig lassen sich ungeplante Ausfallzeiten um bis zu 30 Prozent reduzieren, während die Wärmegestehungskosten im Mittel um sechs bis sieben Prozent sinken.
Diese Effekte sind nicht nur theoretischer Natur: Drei europäische Industriepartner setzen SunPeek bereits aktiv in ihrem Anlagenportfolio ein und nutzen die Software im operativen Betrieb.
Offene Daten und wachsende Community
Ein zentrales Element des Projekts ist die konsequente Systemoffenheit. SunPeek unterstützt alle nach ISO 9806 zertifizierten Kollektortypen, und aktuell wird zudem eine Integration mit der Solar Keymark Collector Database vorbereitet.
Parallel dazu wächst auch die Datenbasis kontinuierlich. In der SunPeek-Zenodo-Community stehen mehrere offene Messdatensätze frei zur Verfügung, darunter Daten des Grazer Fernheizwerks sowie von NewHeat (Condat, Frankreich). Interessant ist dabei, dass einige dieser Datensätze erst durch die Analyse mit SunPeek zur Veröffentlichung angestoßen wurden.
Die Community selbst ist mittlerweile europaweit vernetzt und umfasst Partner aus Österreich, Deutschland, der Schweiz, Italien, Spanien, Griechenland, Schweden und Frankreich. Ein gemeinsames Steering Committee aus Forschung und Industrie koordiniert die Weiterentwicklung des Projekts.
Von der Software zur Infrastruktur
SunPeek ist bewusst so gestaltet, dass der Einstieg niedrigschwellig möglich ist. Die Software steht unter OSI-konformen Open-Source-Lizenzen zur Verfügung und kann je nach Bedarf als Docker Images, als Python-Paket oder direkt über den Quellcode auf GitLab genutzt werden. Ergänzend erleichtert eine ausführliche Dokumentation den Einstieg, während ein öffentlicher Demo-Server eine Nutzung ohne Installation ermöglicht.
Fazit: Standardisierung als Beitrag zur Wärmewende
SunPeek zeigt exemplarisch, wie offene Software zur Infrastruktur der Energiewende werden kann. Durch die Kombination aus wissenschaftlicher Validierung, industrieller Anwendung und offener Community entsteht ein Ansatz, der Qualitätssicherung in der Solarthermie erstmals standardisiert, reproduzierbar und breit zugänglich macht.
Langfristig verfolgt das Projekt das Ziel, einen offenen gemeinsamen Standard für die Bewertung und Qualitätssicherung solarthermischer Großanlagen zu etablieren – als konkreten Baustein für die Transformation der Wärmeversorgung.
SunPeek wird/wurde in Rahmen folgender Forschungsprojekte entwickelt:
DigiSolar
- Horizon Europe – Sustainable, secure and competitive energy supply HORIZON-CL5-2024-D3-02
SolarOpt
- Klima- und Energiefonds – FTI Initiative für die Transformation der Industrie 2024 inkl. CETP
- CETPartnership Clean Energy Transition Partnership – Heating and cooling technologies CM2024-06
IndHeap
- Horizon Europe – Sustainable, secure and competitive energy supply (HORIZON-CL5-2023-D3-01)
HarvestIT
- Klima- und Energiefonds – Fast Track Digital 1. Ausschreibung
MeQuSo
SolarHybrid
- Klima- und Energiefonds – Energieforschung 2024 FTI -Fokusinitiativen EW 24/26
IEA SHC Task 68
- Klima- und Energiefonds – IEA Forschungskooperation
HeatITup
- ACR – ACR-Strategische Projekte 2024
Programm
- Horizon Europe (IndHeap, DigiSolar)
- CETPartnership Clean Energy Transition Partnership (SolarOpt)
- Klima- und Energiefonds / FFG (HarvestIT, MeQuSo, SolarHybrid, IEA SHC Task 68), ACR (HeatITup), aws Proof of Concept, EDIH Applied CPS, DIH Süd
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