Das Control, Monitoring and Visualization Center (CMVC) ist eine forschungsorientierte Infrastruktur zur Konzeption, Entwicklung und Erprobung neuer Software für die Planung und den Betrieb smarter Energiesystemlösungen. Auf Basis eines Computerclusters mit Cloud- und Big-Data-Technologien stellen innovative Dienste hoch skalierbare Datenmanagement-, Analyse-, Vorhersage-, Simulations-, Optimierungs- und Visualisierungsfunktionalitäten bereit, die sich direkt über das Web nutzen lassen. Eine SCADA-lnstrumentierung sorgt für die daten- und kontrolltechnische Anbindung der lokalen und entfernten Anlagen und Netze des Energy Lab.

Das Energy Grids Simulation and Analysis Laboratory (EGSAL) ist eine Hard- und Software-Infrastruktur zur Modellierung, Simulation und Analyse von Energienetzen (Strom, Gas, Wärme, Kraftstoffe), die Erzeuger, Speicher und Verbraucher verknüpfen. Das zukünftige Stromnetz spielt für die Integration aller Energieformen und -netze in der Energiewende eine zentrale Rolle. In EGSAL werden sowohl Microgrids und das Stromnetz des KIT-Campus Nord als auch Verbundnetze (Stadtnetz Karlsruhe, Übertragungs- und Verteilnetze Deutschland, Übertragungsnetz Europa) untersucht. State-of-the-Art Software und selbst entwickelte Computerlösungen bilden hierfür die Grundlage.

Das Smart Energy System Control Laboratory (SESCL) ist eine Experimentierstätte, um moderne energietechnische Anlagen und neue Regelalgorithmen zu entwickeln und zu testen. Die physische Präsenz der Anlagen im SESCL schafft einen ständigen Realitätsbezug und erleichtert damit die Umsetzung der Forschungsergebnisse in realen Netzumgebungen. Weil das Experimentierfeld vom öffentlichen Stromnetz galvanisch getrennt ist, können dort auch Regelungstrategien in Grenzbereichen zugelassen und untersucht werden. Außerdem können Betriebspunkte angesteuert werden, die an die Stabilitätsgrenzen heranreichen. Solche Experimente wären im öffentlichen Netz unzulässig.

In der Helmholtz-Forschungsinfrastruktur (FIS) Living Lab Energy Campus wurde der Bau dreier Experimentalgebäude mit identischer Gebäudehülle und großzügiger Instrumentierung, aber verschiedenen regelbaren Heizsystemen, realisiert. Die drei Experimentalgebäude ermöglichen die Forschung an einer selbsteinstellenden Prozessführung zur netzdienlichen Regelung für Gebäudeheizungen und deren Validierung in einem Echtteileexperiment. Durch eine verbesserte Prozessführung sparen alle mit solch modernen Reglern ausgestatteten Heizungsanlagen unmittelbar Energie. Strombasierte Heizungsanlagen mit netzdienlichen Regelungen erbringen außerdem Systemdienstleistungen im Stromnetz.

Im Security Lab Energy (SecLabE) wird ein beispielhaftes verteiltes und vernetztes Energiesystem mit typischen Komponenten aufgebaut. Es werden die gleichen Steuerungs-, IT- und Netzwerkkomponenten eingesetzt wie in einem realen Stromnetz. An Komponenten sind z. B. ein kleines Windrad, eine Batterie, eine Photovoltaikanlage, ein Smart Meter etc. geplant. Ebenfalls sind alle Kommunikationsinfrastrukturkomponenten inklusive der Vernetzung vorgesehen. Ziel ist es, Angriffe auf das IKT-System und die automatisierungstechnischen Komponenten zu realisieren. Dabei sind insbesondere auch die Protokolle Ziel der Analysen. Für die Untersuchungen werden umfangreiche Daten generiert.

Das Power Hardware in the Loop (PHIL) Laboratory ist eine Infrastruktur zur sicheren und wiederholbaren Prüfung neuer Netzkomponenten, -topologien und -technologien in jeder erdenklichen Betriebssituation. Das PHIL-Labor ist ein wesentliches Element des SEnSSiCC, welches vom Institut für Technische Physik aufgebaut und betrieben wird. Dort lässt sich die Netzumgebung selbst in Echtzeit simulieren, was die Entwicklungszeit neuartiger Hardwarekomponenten erheblich verkürzt.