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Die Rolle von Daten im Energiesystem
Workshop: Der Mensch im Digitalen Zeitalter
Smart	Grids Group
Christoph	Klemenjak
1
Inhalt
1. The Smart Grid - Motivation
2. Smart Meter & Privacy
3. Energiebewusstsein & Energieeffizienz
4. GREEND – Ein Energiedatensatz
Die Rolle von Daten im Energiesystem
2
Integration von Erneuerbaren Energien
• Einseitiger Fluss von Elektrizität, unzureichende Interaktion zwischen Verbraucher und Netz,
keine Echtzeitkontrolle
• Smart Grid = Erweiterung des Stromnetzes durch Informationstechnologie
• Beidseitiger Fluss von Daten und Elektrizität ermöglicht:
• Demand Side Management
• Dynamische Preisgestaltung
• Islanding
Die Rolle von Daten im Energiesystem
3
Smart Meter
Die Rolle von Daten im Energiesystem
4
• Intelligenter Stromzähler mit Kommunikationseinheit
• Daten über den Energieverbrauch stehen in wesentlich
höheren Auflösung zur Verfügung
• Schaffen eines Energiebewusstseins um eine Verringerung
des Energiebedarfes zu erwirken
• Das Smart Meter ermöglich viele neuartige
Dienstleistungen:
• Lastprognose bzw. –vorhersage: Energieversorger kann
Überlasten im Netz erkennen und Gegenmaßnahmen
einleiten
• Energierückfuhr bzw. –einspeisung: Verbraucher wird
zum „Prosumer“
C.Klemenjak,	D.Egarter,	and W.Elmenreich,	‘‘Yomo:	the Arduino-based smart	metering board,’’	
Computer	Science-Research	and Development,	vol.	31,	no.	1-2,	pp.	97--103,	2016.
Tagesablauf aus der Sicht des Smart Meter
3AM 6AM 9AM 12PM 3PM 6PM 9PM 12AM
0
500
1000
1500
2000
2500
Time
Power[W]
Die Rolle von Daten im Energiesystem
5
Privatsphäre im intelligenten Stromnetz
Frage Antwort Messauflösung
Waren	Sie	während	Ihres	
Krankenstandes	zuhause?
Ja: Energiebedarf	tagsüber
Nein:	Kein	Energiebedarf	tagsüber
Stunde	bzw.
Minute
Haben	Sie	gut	geschlafen? Ja:	Keine Energieaktivitäten	
während	der	Nacht
Nein:	Energieaktivitäten	während	
der	Nacht
Stunde	bzw.	
Minute
Haben	Sie	ihr zu	Hause	zu	
spät	zur	Arbeit	verlassen?
Ja:	Letzte	Energieaktivität später	als	
üblich
Nein:	Letzte	Energieaktivität	lässt	
der	Person	genug	Zeit	für	den	Weg	
zur	Arbeit
Minute
Hatten	Sie	heute	kaltes
oder	warmes	Frühstück?
Heiß:	Energieaktivitäten	passen	für	
Kaffeemaschine,	Toaster,	etc.
Kalt:	Keine	Energieaktivität passend	
zu	den	typischen	Frühstücksgeräten
Sekunde
Die Rolle von Daten im Energiesystem
6
Energiebewusstsein und Energieeffizienz
• Zeitnahes Feedback schafft ein Bewusstsein für den Bedarf der Geräte
• Aktive Haushaltsgeräte werden durch Methoden wie Last-Disaggregierung erkannt
• Datenanalysetools wie „Mjölnir“ erarbeiten Strategien zur Steigerung der Energieeffizienz
• Erhobene Daten verbleiben im Haushalt
Die Rolle von Daten im Energiesystem
7
Monacchi,	A.,	Versolatto,	F.,	Herold,	M.,	Egarter,	D.,	Tonello,	A.,	&	Elmenreich,	W.	
(2017).	An	open	solution to provide personalized feedback for building energy
management. Journal	of Ambient Intelligence and Smart	Environments, 9(2),	147-162.
You already ran your TV for more than 100
hours this month. Turning it off half of the time
would save 28.52€ per year.
Did you know that using your washing machine
from Sat to Sun instead of Mon to Fri can let
you save 0.11€ per usage.
GREEND Datensatz
• Ein Energiedatensatz zum Entwicklung und Testen neuer Algorithmen und Methoden
• Messkampagne in 8 Haushaltsgeräte je HH, Abtastrate 1s, Energieverbrauch und Metadaten von
8 Haushalten über ein Jahr
• Use cases: Non-Intrusive Load Monitoring, Occupancy Detection, Appliance Usage Mining
Die Rolle von Daten im Energiesystem
8
Fazit
• Übergang vom traditionellen Netz zum Smart Grid durch die Integration von IKT
• Smart Meter ist ein Schlüsselelement in diesem Übergang
• Privacy vs. Energieeffizienz?
• Zeitnahes Feedback und Energy Advisor Tools stärken das Energiebewusstsein
• GREEND ein frei verfügbarer Datensatz bietet eine Grundlage für F&E
• Perspektive: Entwicklung präziser Diagnose Tools
• Smart Grid Group Klagenfurt:
• GREEND - greend.sourceforge.net
• Mjölnir – mjoelnir.sourceforge.net
• YoMo – yomo.sourceforge.net
Die Rolle von Daten im Energiesystem
9

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Die Rolle von Daten im Energiesystem

  • 1. Die Rolle von Daten im Energiesystem Workshop: Der Mensch im Digitalen Zeitalter Smart Grids Group Christoph Klemenjak 1
  • 2. Inhalt 1. The Smart Grid - Motivation 2. Smart Meter & Privacy 3. Energiebewusstsein & Energieeffizienz 4. GREEND – Ein Energiedatensatz Die Rolle von Daten im Energiesystem 2
  • 3. Integration von Erneuerbaren Energien • Einseitiger Fluss von Elektrizität, unzureichende Interaktion zwischen Verbraucher und Netz, keine Echtzeitkontrolle • Smart Grid = Erweiterung des Stromnetzes durch Informationstechnologie • Beidseitiger Fluss von Daten und Elektrizität ermöglicht: • Demand Side Management • Dynamische Preisgestaltung • Islanding Die Rolle von Daten im Energiesystem 3
  • 4. Smart Meter Die Rolle von Daten im Energiesystem 4 • Intelligenter Stromzähler mit Kommunikationseinheit • Daten über den Energieverbrauch stehen in wesentlich höheren Auflösung zur Verfügung • Schaffen eines Energiebewusstseins um eine Verringerung des Energiebedarfes zu erwirken • Das Smart Meter ermöglich viele neuartige Dienstleistungen: • Lastprognose bzw. –vorhersage: Energieversorger kann Überlasten im Netz erkennen und Gegenmaßnahmen einleiten • Energierückfuhr bzw. –einspeisung: Verbraucher wird zum „Prosumer“ C.Klemenjak, D.Egarter, and W.Elmenreich, ‘‘Yomo: the Arduino-based smart metering board,’’ Computer Science-Research and Development, vol. 31, no. 1-2, pp. 97--103, 2016.
  • 5. Tagesablauf aus der Sicht des Smart Meter 3AM 6AM 9AM 12PM 3PM 6PM 9PM 12AM 0 500 1000 1500 2000 2500 Time Power[W] Die Rolle von Daten im Energiesystem 5
  • 6. Privatsphäre im intelligenten Stromnetz Frage Antwort Messauflösung Waren Sie während Ihres Krankenstandes zuhause? Ja: Energiebedarf tagsüber Nein: Kein Energiebedarf tagsüber Stunde bzw. Minute Haben Sie gut geschlafen? Ja: Keine Energieaktivitäten während der Nacht Nein: Energieaktivitäten während der Nacht Stunde bzw. Minute Haben Sie ihr zu Hause zu spät zur Arbeit verlassen? Ja: Letzte Energieaktivität später als üblich Nein: Letzte Energieaktivität lässt der Person genug Zeit für den Weg zur Arbeit Minute Hatten Sie heute kaltes oder warmes Frühstück? Heiß: Energieaktivitäten passen für Kaffeemaschine, Toaster, etc. Kalt: Keine Energieaktivität passend zu den typischen Frühstücksgeräten Sekunde Die Rolle von Daten im Energiesystem 6
  • 7. Energiebewusstsein und Energieeffizienz • Zeitnahes Feedback schafft ein Bewusstsein für den Bedarf der Geräte • Aktive Haushaltsgeräte werden durch Methoden wie Last-Disaggregierung erkannt • Datenanalysetools wie „Mjölnir“ erarbeiten Strategien zur Steigerung der Energieeffizienz • Erhobene Daten verbleiben im Haushalt Die Rolle von Daten im Energiesystem 7 Monacchi, A., Versolatto, F., Herold, M., Egarter, D., Tonello, A., & Elmenreich, W. (2017). An open solution to provide personalized feedback for building energy management. Journal of Ambient Intelligence and Smart Environments, 9(2), 147-162. You already ran your TV for more than 100 hours this month. Turning it off half of the time would save 28.52€ per year. Did you know that using your washing machine from Sat to Sun instead of Mon to Fri can let you save 0.11€ per usage.
  • 8. GREEND Datensatz • Ein Energiedatensatz zum Entwicklung und Testen neuer Algorithmen und Methoden • Messkampagne in 8 Haushaltsgeräte je HH, Abtastrate 1s, Energieverbrauch und Metadaten von 8 Haushalten über ein Jahr • Use cases: Non-Intrusive Load Monitoring, Occupancy Detection, Appliance Usage Mining Die Rolle von Daten im Energiesystem 8
  • 9. Fazit • Übergang vom traditionellen Netz zum Smart Grid durch die Integration von IKT • Smart Meter ist ein Schlüsselelement in diesem Übergang • Privacy vs. Energieeffizienz? • Zeitnahes Feedback und Energy Advisor Tools stärken das Energiebewusstsein • GREEND ein frei verfügbarer Datensatz bietet eine Grundlage für F&E • Perspektive: Entwicklung präziser Diagnose Tools • Smart Grid Group Klagenfurt: • GREEND - greend.sourceforge.net • Mjölnir – mjoelnir.sourceforge.net • YoMo – yomo.sourceforge.net Die Rolle von Daten im Energiesystem 9