Smart Living & Energy Systems Management

Die Energiebranche steht in mitten grosser Veränderungen: Neue politische, ökologische, gesellschaftliche Vorgaben, das Aufkommen der „Share Economy", kollaborativer Communities sowie die neue Rolle des Prosumenten verändern nachhaltig die Aspekte der Energiebranche und zwingen diese verstärkt zu einem Netzwerk-Denken & Handeln. Für die bisherigen Akteure in diesem Bereich stellt dies eine grosse Herausforderung dar.

Unser Forschungssschwerpunkt:

Crowd Energy ist die kollektive Anstrengung von Individuen, Profit- als auch Non-Profitorganisationen den Energie Turnaround mit Hilfe von Online-ICT-Instrumenten, und eigener Ressourcenbündelung zu schaffen. Dies impliziert Dezentralisierungskonzepte (Produktion, Speicher und Verbrauch erneuerbaren Energie) als auch substantielle Wechsel in Gesellschaft, Wirtschaft und Politik.

Der Fachbereich "Crowd Energy" untersucht nicht nur die neuen technischen Aspekte des zukünftigen Strommarktes, sondern und vorallem deren Auswirkungen auf die bisherigen und zukünftigen Akteure im Elektrizitätsmarkt: Das Marktdesign, Prosumerverhalten und die Geschäftsmodelle sind nur einige Beispiele, welche die Umwälzungen im Elektrizitätsmarkt wiederspiegeln.

 

Projekte

BEANS - Behaviour Analysis for Network Stability

Neue Technologien, betriebswirtschaftliche Effizienzgedanken sowie der politische und gesellschaftliche Ruf nach mehr Nachhaltigkeit führt zu einer Umstrukturierung im Elektrizitätsmarkt. Neue Organisationsformen von Smart Grids, wie etwa die „Crowd Energy“, führen zu einer aktiveren Mitwirkung und Mitentscheidung von einer Vielzahl von Prosumern am Stromnetzwerk. Wenn einzelne Prosumer-Zellen ihren eigenen Strom produzieren, speichern, verkaufen und untereinander teilen können, erfordert dies u.a. grundlegende Kenntnisse über Verhaltensmuster einzelner Zellen und somit auch zur Organisationsform der „Crowd Energy“. Gleichzeitig erschweren die erweiterten Aktions- und Interaktionsmöglichkeiten der Prosumenten Vorhersagen zur Stabilität des Netzwerkes.

Das BEANS (Behaviour Analysis for Network Stability)- Projekt will herausfinden, welche Variablen bei individuellen Überschussphasen

  1. das Verteilen von Strom an die Crowd,
  2. das Stromspeichern und
  3. den Verkauf von Strom,

begünstigen bzw. hemmen. Dies erlaubt Prognosen des Prosumerverhaltens unter verschiedenen Situationen und somit auch Vorhersagen zur Netzwerkstabilität.

BEANS wird dabei in drei Schritte unterteilt. In einem ersten Schritt sollen Variablen, welche Einfluss auf die Kooperationsbereitschaft, Stromspeicherabsicht und Stromverkaufsabsicht haben, definiert. Darauf aufbauend soll ein „Crowd Energy“ Gruppen-Experiment die Signifikanz der vordefinierten Variablen prüfen. Abschliessend soll die Versorgungsicherheit einer „Crowd-Energy Community“ modelliert und simuliert werden.

The Concept

Kontakt

Yves Hertig

yves.hertig(at)unifr.ch


SVEN - Smart Value Energy Network

Die Smart Grid Initiative ist ein wertvolles Mittel, um anspruchsvolle Ziele der Emissionsreduktion, Energieeffizienz und stabilen Energieversorgung zu verfolgen. Es ersetzt bestehende Konzepte und Vorstellungen von Energie, welche das Produkt "Energie" in den Hintergrund stellt. Dienstleistungen werden zum entscheidenden Faktor und ermöglichen es auf dem Markt wettbewerbsfähig zu bleiben. Innovation und Kundenorientierung sind dabei massgeblich verantwortlich für solche "Mehrwert" Dienstleistungen. Eine Voraussetzung ist die strukturelle Veränderung zu einem "Smart Value Energy Network" (SVEN). Für traditionelle Organisationen im Energiesektor, ist die Neupositionierung im SVEN eine enorme Herausforderung, insbesondere im Kontext von Netzwerkeffizienz und neuen Konkurrenten (z.B. IKT).

Unser Forschungsprojekt SVEN soll Fragen zu folgenden Themen beantworten:

  • Innovation Space für Services
  • Preisstrategien
  • angemessene Business-Konzepte
  • mögliche Szenarien und dessen Charakteristiken
  • der Rebound-Effekt

Zur Sicherstellung der Durchführbarkeit wird SVEN gemäss den oben genannten Bereichen in Teilprojekte aufgeteilt. Partner sind herzlich eingeladen, sich an einzelnen Abschnitten oder am Gesamtprojekt zu beteiligen.

 

Research Poster Mario Gstrein 08112013 V2

Crowd Modell

Das Zellulare Struktur-Modell erörtert die Prosumer-Sichtweise auf das Elektrizitätsnetz. Aktuell werden viele Szenarien kalkuliert, welche die Einflüsse von erneuerbaren Energien oder von Konsumanpassungen auf das gesamte Elektrizitätsnetz aufzeigen. Im Vordergrund stehen dabei vor allem Fragen zur Verlagerung des Elektrizitätsverbrauchs und deren Einfluss auf die Effizienz der Kraftwerke.

Diese Untersuchung visualisiert das Effizienzpotential der Prosumer durch die Erstellung einer zellularen Struktur, in welcher jede Zelle Elektrizität produzieren, konsumieren und speichern kann. Aufbauend auf diesen Funktionalitäten können Micro-Grids entstehen, wo einzelne Zellen die Über-/ Unterproduktion der benachbarte Zellen ausgleichen können.

Unser Ziel ist es die Entwicklung eines Simutlations-Werkzeugs, welches mögliche Tendenzen und Szenarien einer bestimmten Region auf der Grundlage der iGSL Zellenstruktur - Produktion-Speicherung-Konsum von Strom - erstellt. Die Simulationen beruhen auf den Prinzipien und Theorien der complexen Systeme, der Socio-Thermodynamik sowie des Urban Living.

In einem "Proof-of-Concept" werden folgende Fragen beantwortet:

1) Wie kann man bei dezentraler Produktion und Speicherung ein nachhaltiges und zuverlässiges Netzwerk erstellen?

2) Können Micro-Gids mit zellularer Struktur (temporär) selbstständig werden?

3) Welche Implikationen haben Micro-Grids auf die Effizienz?


SVBM-Framework

Der Wechsel des Kerngeschäfts von "Verkauf von Quantität" zu "Verkauf von Mehrwertdienste" wird voraussichtlich enorme Verlagerungen der Geschäftsmodelle innerhalb der Elektrizitätsindustrie mit sich bringen. Um ein stabiles, nachhaltiges, ökonomisches und wettbewerbsfähiges Netzwerk zu erstellen, müssen alle Beteiligten stärkere Kooperationen eingehen als bis anhin, wodurch das Einbeziehen von Kooperationspartner und deren Werte in die eigene Geschäftsmodellierung an Bedeutung gewinnen wird.

Dementsprechend werden kooperierende und nachhaltige Geschäftsmodelle innerhalb dieses Netzwerkes eine grosse Herausforderung für die Unternehmen darstellen. Dieser Teil des Projektes befasst sich somit Geschäftsmodellierungen innerhalb eines Wertenetzwerkes (value network).

Wie werden neue Geschäftsmodelle, in Anbetracht der neuen Geschäftsorientierung innerhalb eines Netzwerkes, definiert?

 

Prosumer Decision Making

Der stark regulierte Schweizer Elektrizitätsmarkt wandelt sich zusehends mehr zu einem intelligenten Strom-Netzwerk. Dies impliziert eine Verlagerung der Verantwortung hin zum Konsumenten, welcher eine deutlich aktivere Rolle im Netzwerk erhält. Gewöhnliche Theorien zum Konsumentenverhalten, wie es etwa die Theorie der rationalen Entscheidungen oder die Spieltheorie erklären würden, genügen nicht mehr um das Entscheidungsfindungsverhalten des Konsumenten in einem soziotechnischen Umfeld erklären zu können. Zu diesem Zweck empfiehlt sich diese empirische Arbeit durch ihr Entscheidungsfindungs-Muster in Rücksichtnahme auf den vorherrschenden technischen Wandel.

Die Ergebnisse legen nahe, dass die Diffusion von dezentraler Produktions- und Speichermöglichkeiten neue Verantwortung auf den Prosumenten nebst der eigentlichen Konsumentenrolle zukommen. Von grosser Wichtigkeit für den Handel ist der Wert der "Versorgungssicherheit" und jegliche wahrgenommene Gewinne und Verluste beinhaltet das Umschalten zwischen risikoscheuem und risikosuchendem Verhalten.


Abgeschlossene Projekte

 

  • BizGrid (Elaboration of Business Models for Smart Grids)
  • ePark (Electric Park System)
  • Energy Contracting by Groupe e - Market Analysis

 

Unsere Publikationen

Der Lehrstuhl und sein Forschungsteam veröffentlicht jährlich eine Vielzahl von Publikationen. Untenstehend finden Sie sämtliche Publikationen.

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