Auflistung nach:
Auflistung HMD 61(4) - August 2024 - IT für die Energiewende nach Titel
1 - 10 von 16
Treffer pro Seite
Sortieroptionen
- ZeitschriftenartikelBlockchain-Technologie in der Energiewirtschaft – Blockchain als Treiber der Energiewende(HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik: Vol. 61, No. 4, 2024) Knoll, Matthias
- ZeitschriftenartikelEffizienter Datenmanagement-Workflow zur Analyse eines PtGtX-Systems basierend auf Open-Source-Software und Low-Cost-Hardware(HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik: Vol. 61, No. 4, 2024) Clees, Tanja; Bareev-Rudy, Michael; Pfennig, MalteUm ein Power-to-Gas-to-X-System effizient zu optimieren, kann ein digitaler Zwilling als Simulationsmodell auf Basis experimenteller Daten für ein Laborsystem erstellt und entsprechend verändert werden. Darüber hinaus müssen für die Überwachung des realen Systems bzw. die Online-Simulation kontinuierlich Daten aus Experiment und Simulation erfasst und verarbeitet werden. Insgesamt ist ein effizienter Datenmanagement-Workflow erforderlich. In dieser Arbeit wird ein Workflow aus freier, etablierter und skalierbarer Open-Source-Software für die vorliegende Anwendung skizziert und insbesondere ein geeignetes Datenmodell entwickelt, implementiert und seine ressourcensparende Realisierung auf kostengünstiger Hardware gezeigt. Abhängig von der Datenmodellierung kann preiswerte und alte Hardware für die geforderte Aufgabe ausreichend sein. Mit Apache NiFi wird ein visueller Workflow zum Abrufen und Verarbeiten von Daten aus verschiedenen Quellen geschaffen. Die extrahierten Daten werden in Apache Cassandra aggregiert, einem Datensystem, das aufgrund seiner Leistung, Skalierbarkeit und Haltbarkeit häufig verwendet wird. Grafana wird zur visuellen Überwachung des Systems eingesetzt. Das gesamte System wird mit Hilfe von Docker-Containern aufgebaut zum Zwecke der Reproduzierbarkeit und effizienten Bereitstellung. Benchmarks und realistische Hardware- und Datenmodellierungskonfigurationen demonstrieren die Leistung der vorgeschlagenen Lösung. In order to efficiently optimize a power-to-gas-to‑X system, a digital twin can be created as a simulation model based on experimental data for a laboratory system and modified accordingly. In addition, data from experiment and simulation must be continuously recorded and processed for monitoring and online simulation. Overall, an efficient data management workflow is required. In this paper, a workflow consisting of free, established and scalable open-source software is outlined for the application at hand and, in particular, a suitable data model is developed, implemented and its resource-saving realization on low-cost hardware is demonstrated. Depending on the data modeling, inexpensive and old hardware may be sufficient for the required task. Apache NiFi is used to create a visual workflow for retrieving and processing data from various sources. The extracted data is aggregated in Apache Cassandra, a data system widely used for its performance, scalability and durability. Grafana is used for visual monitoring of the system. The entire system is built using Docker containers for the purpose of reproducibility and efficient deployment. Benchmarks and realistic hardware and data modeling configurations demonstrate the stated performance and sustainability of the proposed solution.
- ZeitschriftenartikelEreignisvariable Tarife zur Lastverschiebung von steuerbaren Verbrauchseinrichtungen im Prosumer-Haushalt(HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik: Vol. 61, No. 4, 2024) Kübler, Claudius; Essers, Julien; Niehs, Eike; Engel, Bernd; Grandel, MatthiasDer Artikel beschreibt zunächst die aktuellen technischen und regulatorischen Rahmenbedingungen für Lastverschiebung im Prosumer-Haushalt. Seit Ende 2023 sind alle Rahmenbedingungen weitestgehend definiert, um in den nächsten Jahren automatisierte tarifbasierte Lastverschiebungen in den Markt einzuführen. Die vom Gesetzgeber geforderten flexiblen Tarife als Anreiz zur Lastverschiebung werden näher analysiert. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf dynamischen Tarifen, bei denen die Vertriebspreise dynamisch an die Marktergebnisse der Strombörse gekoppelt werden. Auf Basis einer Marktübersicht und der Ergebnisse einer qualitativen Expertenbefragung von 12 Stadtwerken und Lieferanten erfolgt eine Bewertung dynamischer Tarife. Es wird ein alternatives Tarifkonzept auf Basis des Tarifanwendungsfalles 5 (ereignisvariabler Tarif) vorgestellt. Bei diesem Tarif werden drei bzw. vier Tarifstufen dynamisch an den Börsenpreis angepasst. Dieses Tarifkonzept ist datensparsamer und einfacher in den IT-Systemen umzusetzen als die notwendige Zählerstandsgangmessung (Tarifanwendungsfall 7) mit einem Messwert pro ¼ h bzw. h bei dynamischen Tarifen. Auch weist der ereignisvariable Tarif eine geringere Komplexität sowie ein geringeres Kostenrisiko für die Endverbraucher auf. Der Beitrag beschreibt die dafür notwendige Signalisierung zwischen dem Messstellenbetreiber (Gateway-Administrator), dem Smart Meter Gateway und einem Home Energy Management System zur automatischen Übermittlung der Tarifsignale. In einem quantitativen Vergleich auf Basis der Börsenstrompreise des Jahres 2023 werden verschiedene Ausgestaltungsvarianten des ereignisvariablen Tarifs mit einem dynamischen Tarif und einem Einheitspreistarif verglichen. The article describes the current technical and regulatory framework for load shifting in prosumer households. Since the end of 2023, all the framework conditions have been largely defined for introducing automated tariff-based load shifting to the market in the coming years. The flexible tariffs required by law as an incentive for load shifting are analyzed in more detail. A particular focus is placed on dynamic tariffs, in which the sales prices are dynamically linked to the market prices of the electricity exchange. Dynamic tariffs are evaluated on the basis of a market overview and the results of a qualitative expert survey of 12 municipal utilities and suppliers. An alternative tariff concept based on tariff use case 5 (event-driven tariff) is presented. With this tariff, three or four tariff levels are dynamically adjusted to the exchange price. This tariff concept is more data-efficient and easier to implement in the IT systems than the meter reading profice (tariff use case 7) with one measurement value every 1/4h resp. 1 h which is required for dynamic tariffs. The event-driven tariff is also less complex and carries a lower cost risk for end consumers. The article describes the necessary signaling between the metering point operator (gateway administrator), the smart meter gateway and a home energy management system for the automatic transmission of tariff signals. In a quantitative comparison based on the market prices of the electricity exchange for 2023, different design variants of the event-driven tariff are compared with a dynamic tariff and a standard price tariff.
- ZeitschriftenartikelErweiterung der Klassifikation von Funktionalitäten von Supply Chain Management Informationssystemen(HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik: Vol. 61, No. 4, 2024) Papert, Marcel; Weiß, Thomas; Wiesnet, Patrick; Weber, JohannesZiel dieser Studie ist es, die Taxonomie der Funktionalitäten von Supply Chain Management Informationssystemen (SCM IS) zu erweitern, um deren Bewertung und Auswahl im heutigen volatilen und disruptiven Geschäftsumfeld zu unterstützen. Aufbauend auf früheren Arbeiten identifiziert diese Studie neue Funktionalitäten, die das SCM verbessern. Die Autoren führen eine Literaturrecherche sowie eine Inhaltsanalyse von über 89 Spezifikationsdokumenten von SCM IS Anbietern durch. Mithilfe der Analyse werden 12 Funktionalitäten identifiziert, die sich auf Analyse und Prognose, Planung und Design, Logistik, Lagerhaltung und Informationsmanagement konzentrieren. Die erweiterte Taxonomie von Funktionalitäten soll Praktiker und Wissenschaftler bei der Auswahl von SCM IS unterstützen. Die Ergebnisse sollen helfen, funktionale Anforderungen des SCM an SCM IS zu formulieren. The purpose of this study is to extend the taxonomy of supply chain management information system (SCM IS) functionalities to support their evaluation and selection in today’s volatile and disruptive business environment. Building on previous work, this study identifies new functionalities that enhance SCM. The authors conduct a literature review and content analysis of over 89 specification documents from SCM IS vendors. The analysis identifies 12 functionalities focused on analysis and forecasting, planning and design, logistics, warehousing, and information management. The extended taxonomy of functionalities is intended to assist practitioners and researchers in selecting SCM IS. The results are expected to help formulate SCM functional requirements for SCM IS.
- ZeitschriftenartikelFlexChain Marktmechanismen: Analyse von Preismodellen und Matching-Modi für einen nachhaltigen Flexibilitätshandel(HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik: Vol. 61, No. 4, 2024) Alt, Shari; Bleistein, Thomas; Kölsch, Celina; Werth, DirkIm Zuge des aktuellen Wandels im Energiesystem, geprägt durch einen Rückgang konventioneller Energiequellen, den Anstieg erneuerbarer Energien und steigende Verbraucherlasten im Niederspannungsnetz, bedarf es neuer intelligenter Lösungen zur Sicherung der Netzstabilität. Das Forschungsprojekt FlexChain präsentiert eine solche Lösung: einen lokalen Flexibilitätshandel zwischen Netzbetreibern als Nachfragende Partei und ansässigen Haushalten als Anbietende Partei. Dieser Flexibilitätshandel erlaubt es, den Energieverbrauch der Haushalte zeitlich zu verschieben, um damit prognostizierten Netzengpässen entgegenzuwirken. Der Flexibilitätshandel erfolgt auf einer im Rahmen des Forschungsprojektes entwickelten Plattform, auf der verschiedene Marktmechanismen verprobt werden können. Analysiert und evaluiert werden hierfür verschiedene Preismodelle und Matching-Modi mit dem Ziel die jeweiligen Vor- und Nachteile bei der Gestaltung eines effektiven Flexibilitätshandel zu ermitteln. Neben einer theoretischen Betrachtung beinhaltet FlexChain auch einen mehrere Monate andauernden Feldtest zur praktischen Verprobung der Lösung. Der FlexChain-Flexibilitätshandel hebt sich von bisherigen Projekten durch die Vergleichbarkeit verschiedener Marktmodelle ab. In the course of the current change in the energy system, characterized by a decrease in conventional energy sources, the increase in renewable energies and rising consumer loads in the low-voltage grid, new intelligent solutions are needed to ensure grid stability. The FlexChain research project presents such a solution: a local flexibility trade between grid operators as the party requesting energy and local households as the party supplying it. This flexibility trading allows the energy consumption of households to be shifted over time in order to counteract predicted grid bottlenecks. Flexibility trading takes place on a platform developed as part of the research project, on which various market mechanisms can be tested. Various price models and matching modes are analyzed and evaluated for this purpose with the aim of determining the respective advantages and disadvantages in the design of effective flexibility trading. In addition to a theoretical analysis, FlexChain also includes a field test lasting several months to test the solution in practice. The FlexChain project stands out from previous projects due to the comparability of different market models.
- ZeitschriftenartikelDer Forschungsschwerpunkt Cloud-basierte Energienetze(HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik: Vol. 61, No. 4, 2024) Speith, Leon Otis; Hericks, Christoph; Mirsafian, Seyed Saeed; Kiel, Martin; Füg, Torsten; Rajamani, Vinod; Rosefort, Yves; Thoben, MarkusEine der größten Herausforderungen der heutigen Zeit ist die nachhaltige und zugleich sichere Versorgung mit Energie. Die unter dem Stichwort Energiewende zusammengefassten Handlungsfelder sind dabei vielfältig und interdisziplinär. Häufig werden in diesem Kontext einzelne Technologien in den Fokus gerückt und deren Vorzüge als „Game-Changer“ angepriesen. Die Komplexität des Themas lässt dabei häufig die Sicht auf das gesamte System außer acht. Aus dieser Motivation heraus wurde der Forschungsschwerpunkt Cloud-basierte Energienetze an der Fachhochschule Dortmund ( 2024 ) geschaffen. Dieser Artikel beschreibt neben den beteiligten Laboren und Forschern die Beweggründe für das Projekt, die geplanten Projektziele sowie erste Ansätze für die notwendige Infrastruktur, die für diesen Forschungsschwerpunkt an der Fachhochschule Dortmund geschaffen wird. One of the greatest challenges of our time is the sustainable yet secure supply of energy. The fields of action summarized under the term energy transition are diverse and interdisciplinary. Often, in this context, individual technologies are spotlighted and touted as “game changers”. The complexity of the topic all too often obscures the view of the entire system. Motivated by this, the research focus on cloud-based energy networks ( 2024 ) was established at the Dortmund University of Applied Sciences. This article describes the laboratories and researchers involved, the reasons for the project, the planned project objectives, as well as initial approaches for the necessary infrastructure to be established for this research focus at the Dortmund University of Applied Sciences.
- ZeitschriftenartikelIKT-Konzepte zur Digitalisierung von MicroGrids und deren Betriebsführung(HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik: Vol. 61, No. 4, 2024) Hallmann, Marcel; Pietracho, Robert; Komarnicki, Przemyslaw; Du, Jia Lei; Niederkofler, Michael; Käfer, PeterDer Artikel befasst sich mit der Entwicklung intelligenter MicroGrids in lokalen Verteilungsnetzen und der dafür notwendigen Informations- und Kommunikationstechnik-Infrastruktur (IKT) und deren Rahmenbedingungen. Die geopolitischen und technischen Bedingungen für die Schaffung moderner Energiesysteme erfordern die Einführung fortschrittlicher Telemetriesysteme. Der Beitrag stellt das Konzept zweier realer Demonstrationssysteme vor, die für die Verwaltung und Kontrolle von Energiegeräten in Verteilnetzen sowie für den Energiefluss zwischen ausgewählten Punkten im Netz entwickelt wurden. Es werden zwei unabhängig voneinander arbeitende Systeme in Deutschland und Österreich vorgestellt, um die Integrität und Zuverlässigkeit des Betriebs von erneuerbaren Energie Anlagen zu erhöhen. In dem Artikel werden ebenfalls Lösungsszenarien und positive Aspekte der einzelnen getesteten Systeme vorgestellt. Der Artikel soll den Nachweis erbringen, dass die Flexibilität dieser Systeme bei der Anpassung an sich ändernde Netzparameter, Kundenverhalten und Anforderungen der Netzbetreiber erhöht werden muss. The article focuses on the development of intelligent MicroGrids in local distribution networks. Geopolitical and technical conditions for the creation of modern energy systems, require the implementation of advanced telemetry systems. The paper presents the concept of two demonstration systems designed to manage and control energy appliances in distribution grid and the flow of energy between selected points in the network as well. Two independently operating systems in Germany and Austria are presented to increase the integrity and reliability of RES-related system operation. Solution scenarios and positive aspects of the individual systems tested are also presented. Increasing the flexibility of these systems in adapting to changing network parameters, customer behaviour and network operator requirements was discussed.
- ZeitschriftenartikelIT für die Energiewende(HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik: Vol. 61, No. 4, 2024) Hooß, Kerstin; Knoll, Matthias
- ZeitschriftenartikelIT-Lösungen zur Erbringung von Regelleistung aus PV-Anlagen unter Verwendung der Smart-Meter-Infrastruktur(HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik: Vol. 61, No. 4, 2024) McCulloch, Manuela; Ebe, Falko; Lorenz, Heiko; Schwarz, Moritz; Zhang, Zhongran; Graeber, DietmarDieser Artikel präsentiert eine innovative Lösung zur Integration von PV-Anlagen in den Regelreservemarkt unter Nutzung der deutschen Smart-Meter-Infrastruktur. Angesichts der steigenden Nachfrage nach Regelreserve und den hohen Preisen im Markt stellt die effiziente Regelung von PV-Anlagen eine attraktive Option für mehr Angebot auf dem Regelreservemarkt dar. Bisher verhinderten technische und regulatorische Hürden eine Marktteilnahme. Der Artikel zeigt eine mögliche Lösung auf, validiert diese durch Laboruntersuchungen, und demonstriert die prinzipielle Eignung der vorgeschlagenen technischen Lösung für diesen Zweck. Dieser Ansatz bietet neue Perspektiven für den Einsatz erneuerbarer Energien und deren Rolle im Strommarkt, insbesondere im Hinblick auf die Bereitstellung von Systemdienstleistungen. This article presents an innovative solution for integrating PV systems into the control reserve market using the smart meter infrastructure. In view of the increasing demand for control reserve and the high prices on the market, the efficient control of PV systems is an attractive option for increasing the supply in the control reserve market. Until now, technical and regulatory hurdles have prevented market participation. The article presents a possible solution, validated by laboratory tests, and demonstrates the basic suitability of the proposed technical solution for this purpose. This approach offers new perspectives for the use of renewable energies and their role in the electricity market, particularly with regard to the provision of ancillary services.
- ZeitschriftenartikelIT – Enabler der Energiewende(HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik: Vol. 61, No. 4, 2024) Hooß, Kerstin; Knoll, Matthias; Welter, JürgenDer Umbau des Energiesystems von einer weitgehend hierarchischen hin zu einer stark dezentralisierten und nachhaltigen Struktur erfordert umfassende Überlegungen zur Entwicklung geeigneter IT-Lösungen. Dabei beeinflussen einerseits der Stand technischer Entwicklungen, andererseits der Stand der Regulatorik und Standardisierung die Verfügbarkeit und die Akzeptanz „passender“ Anwendungssysteme. Es wird zudem deutlich, dass weniger das Fehlen innovativer Ansätze in der IT, als vielmehr geeignete Wege zur „richtigen“ Kombination bereits verfügbarer – und vielfach auch bereits in anderen Bereichen bewährter – Technologien und Komponenten den notwendigen niederschwelligen IT-Einsatz erschweren. Dieser Einführungsbeitrag stellt daher ausgehend von den Besonderheiten des im Umbau befindlichen Energiesystems zentrale Technologien, Konzepte und Elemente im IT-Kontext vor, die notwendig sind, um die Herausforderungen bewältigen zu können. Ein Ausblick rundet den Beitrag ab. The energy system transformation leading from largely hierarchical to highly decentralized structures require comprehensive consideration on how to develop suitable IT solutions. The availability and acceptance of “suitable” application systems are affected by the state of technical development on the one hand and the state of regulation and standardization on the other. However, not the lack of innovative approaches in IT, but rather the lack of suitable ways of combining technologies and components that are already available—and in many cases already proven in other areas— make the necessary low-threshold use of IT more difficult. This article therefore introduce important IT-based concepts and components necessary to overcome the energy system transformation challenges. The article concludes with an outlook on further topics.