Research Article
BibTex RIS Cite
Year 2022, Volume: 6 Issue: 2, 241 - 252, 30.06.2022
https://doi.org/10.30521/jes.1014270

Abstract

References

  • [1] Rath, V, Bozem, K, Nagl, A. 20 Jahre Liberalisierung, Energiewende und Digitalisierung am Strommarkt - Von der vertikalen Wertschöpfungskette zur ‘smarten Plattform’ [20 years of liberalization, energy transition and digitization on the electricity market - from the vertical value chain to the ‘smart platform‘]. Energiewirtschaftliche Tagesfragen 2020; 10: 10–13.
  • [2] Sensfuß, F. Analysen zum Merit-Order Effekt erneuerbarer Energien [Analysis of the merit order effect of renewable energies]. Report, Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI), Germany, 2013.
  • [3] Hauser, E, Zipp, A.Herausforderungen bei der Allokation von Strom aus fluktuierenden erneuerbaren Energien: Probleme und mögliche Lösungskonzepte [Challenges in the allocation of electricity from fluctuating renewable energies: problems and possible solution concepts]. Vierteljahrshefte zur Wirtschaftsforschung 2013; 82(3): 155-169, DOI: http://dx.doi.org/10.3790/vjh.82.3.155
  • [4] Fürsch, M, Malischek, R, Lindenberger, D. Der Merit-Order-Effekt der erneuerbaren Energien-Analyse der kurzen und langen Frist [The merit order effect of renewable energy analysis in the short and long term]. EWI Working Paper 2012; 12/14: 1-2. DOI: http://hdl.handle.net/10419/74394
  • [5] Ensinger, A. Standortidentischer Neubau einer Ortsnetztrafostation [Locally identical new construction of a local network transformer station]. ew Magazin für Energiewirtschaft 2021; 1: 36-39.
  • [6] Gobmaier, T. Netzfrequenz als Indikator für die Stabilität des Verbundnetzes [Grid frequency as an indicator of the stability of the interconnected grid]. In: IEWT 2017 10. Internationale Energiewirtschaftstagung, Wien, Austria, 17 February 2017, pp. 5-14.
  • [7] Schill, WP, Zerrahn, A, Kemfert, C, von Hirschhausen, C. Die Energiewende wird nicht an Stromspeichern scheitern [The energy transition will not fail because of electricity storage]. DIW aktuell, 2018; 11. DOI: http://hdl.handle.net/10419/181230
  • [8] Khanna, S, Becerra, V, Allahham, A, Giaoris, D, Foster, J, M, Roberts, K, Fawcett, J. Demand Response Model Development for Smart Households Using Time of Use Tariffs and Optimal Control—The Isle of Wight Energy Autonomous Community Case Study. Energies 2020; 13(3): 541. DOI: https://doi.org/10.3390/de13030541
  • [9] Torriti, J. Price-based demand side management: Assessing the impacts of time-of-use taris on residential electricity demand and peak shifting in Northern Italy. Energie 2012; 44(1): 576–583. DOI: 10.1016/j.energy.2012.05.043
  • [10] Frondel, M, Thomas, T. Dekarbonisierung bis zum Jahr 2050? Klimapolitische Maßnahmen und Energieprognosen für Deutschland, Österreich und die Schweiz [Decarbonization by 2050? Climate policy measures and energy forecasts for Germany, Austria and Switzerland]. DICE Ordnungspolitische Perspektiven 2020, 105, DOI: http://hdl.handle.net/10419/218829
  • [11] Cao, KK, Pregger, T, Scholz, Y, Gils, HC, Nienhaus, K, Deissenroth, M, Basim, I. Analyse von Strukturoptionen zur Integration erneuerbarer Energien in Deutschland und Europa unter Berücksichtigung der Versorgungssicherheit (INTEEVER): [Analysis of structural options for the integration of renewable energies in Germany and Europe, taking into account security of supply (INTEEVER):] Final report: BMWi–FKZ 03ET4020 A-C; Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt: Stuttgart, Germany, 2019.
  • [12] Zoltán, B. Kundenbindung von Haushaltsstromkunden: Ermittlung zentraler Determinanten [Customer loyalty of household electricity customers: determination of central determinants]. Wiesbaden, Deutschland: Deutscher Universitats-Verlag, 2003.
  • [13] Schepers, M, Kalny, G, Löbbe, S. Entwicklung und Management von Energiedienstleistungen–eine empirische Studie zur Unternehmensentwicklung in Energieversorgungsunternehmen [Development and Management of Energy Services - an empirical study on business development in energy supply companies]. Hochschule Reutlingen 2020; DOI: https://doi.org/10.34645/opus-2784
  • [14] Fischer, A, Kube, R. EEG: Bisherige Ausbauziele reichen nicht aus [EEG: Current expansion targets are not enough]. IW-Kurzbericht 2020; 118. DOI: http://hdl.handle.net/10419/228814
  • [15] Zimmermann, T, Tödter, H, Schülting, O, Kather, A. Auswirkungen verschiedener Sektorenkopplungspfade auf die elektrische Residuallast in Systemen mit hoher fluktuierender Einspeisung [Effects of different sector coupling paths on the electrical residual load in systems with high fluctuating feed-in]. In:16. Symposium Energieinnovation, EnInnov2020-Energy for Future: Wege zur Klimaneutralität. Graz, Österreich; 12-14 February 2020: Verlag der Technischen Universität Graz, pp. 339-340.
  • [16] Leven, B, Neubarth, J, Weber, C. Ökonomische und ökologische Bewertung der elektrischen Wärmepumpe im Vergleich zu anderen Heizungssystemen [Economic and ecological evaluation of the electric heat pump in comparison to other heating systems]. University of Stuttgart 2001; DOI: http://dx.doi.org/10.18419/opus-1602
  • [17] Arteconi, A, Polonara, F. Assessing the Demand Side Management Potential and the Energy Flexibility of Heat Pumps in Buildings. Energies 2018; 11(7): 1846. DOI: https://doi.org/10.3390/de11071846
  • [18] Afshar, S, Frank, F. Batterie versus Brennstoffzelle-Antriebstechnik im Vergleich [Battery versus fuel cell drive technology in comparison]. ATZextra 2020; 6: 32-37. DOI: https://doi.org/10.1007/s35778-020-0143-y
  • [19] Frondel, M, Ritter, N, Sommer, S. Stromverbrauch privater Haushalte in Deutschland–Eine ökonometrische Analyse [Electricity Consumption of Private Households in Germany - An Econometric Analysis]. Zeitschrift für Energiewirtschaft 2015; 39(3): 221-232. DOI: 10.1007/s12398-015-0157-0
  • [20] Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Einfluss der Elektromobilität auf die Verteilnetze [Influence of electromobility on the distribution networks]. edna Bundesverband Energiemarkt & Kommunikation e.V. Fachkonferenz 21 November 2019: Ettlingen, Germany.
  • [21] García-Villalobos, J, Zamora, I, San Martín, J, I, Asensio, F, J, Aperribay, V. Plug-in electric vehicles in electric distribution networks: A review of smart charging approaches. Renew. Sustain. Energy Rev. 2014; 38: 717–731. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.040
  • [22] Pipenbrink, A, Neumann, P. Masterplan eMobile. 1st ed. Germany: Haus verlag & kommunikation GmbH, 2020.
  • [23] Förderer, K, Lösch, M, Növer, R, Ronczka, M, Schmeck, H. Smart Meter Gateways: Options for a BSI-Compliant Integration of Energy Management Systems. Applied Sciences 2019; 9(8): 1634. DOI: https://doi.org/10.3390/app9081634.
  • [24] Hellmuth, N, Jakobs, EM. Informiertheit und Datenschutz beim Smart Metering [Informedness and data protection with smart metering]. Zeitschrift für Energiewirtschaft 2020; 44, 15–29. DOI: https://doi.org/10.1007/s12398-020-00269-7
  • [25] Huber, M. Flexibility in power systems-Requirements, modeling, and evaluation. Doctoral Thesis, Technische Universität München, Germany, 2017.
  • [26] Hess, T. Digitale Transformation strategisch steuern: Vom Zufallstreffer zum systematischen Vorgehen [Controlling digital transformation strategically: from a chance hit to a systematic approach]. Germany: Springer Fachmedien Wiesbaden, 2019.
  • [27] Hess, T, Barthel, P. Wieviel digitale Transformation steckt im Informationsmanagement? Zum Zusammenspiel eines etablierten und eines neuen Managementkonzepts [How much digital transformation is there in information management? For the interaction of an established and a new management concept]. HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik 2017; 54(3): 313-323, DOI: 10.1365/s40702-017-0308-3
  • [28] Li, M, Gu, W, Chen, W, He, Y, Wu, Y, Zhang, Y. Smart home: architecture, technologies and systems. 8th International Congress of Information and Communication Technology, Karachi, Pakistan; 16 November 2019: Procedia computer science, pp. 393-400.

Future value creation of German energy companies through smart home applications

Year 2022, Volume: 6 Issue: 2, 241 - 252, 30.06.2022
https://doi.org/10.30521/jes.1014270

Abstract

The existing value chains of the energy companies are eroding. Trends such as digitization, big data and AI have long since arrived in the energy industry. These demanding framework conditions are increasingly forcing energy companies to introduce new business models. A possible business model lies in smart home applications. This paper analyzes the added value of smart home applications for customer loyalty of energy companies and electricity customers, as well as to identify obstacles in the context of practical implementation. This paper examines smart home applications and the intelligent control and integration of photovoltaic systems. Above all, the avoiding of peak loads will play an important role in the energy grids of the future. The methodology describes the necessary framework conditions existing for the generation of digital innovations. Moreover, it examines the factors leading to increased customer loyalty through the value-added services and offers a load shifting potential to relieve the distribution networks. It is found that the value-added services can offer increased customer loyalty to the energy companies. Even though smart home-based services are highly relevant in a rapidly growing target market, there will only be a broad acceptance of them for the load control, if the user is offered an added value, for example by load-variable electricity tariffs. Energy companies wishing to position themselves as digital service providers must have smart home-based services such as intelligent load control and load-dependent tariff models, which enable users to add a financial value.

References

  • [1] Rath, V, Bozem, K, Nagl, A. 20 Jahre Liberalisierung, Energiewende und Digitalisierung am Strommarkt - Von der vertikalen Wertschöpfungskette zur ‘smarten Plattform’ [20 years of liberalization, energy transition and digitization on the electricity market - from the vertical value chain to the ‘smart platform‘]. Energiewirtschaftliche Tagesfragen 2020; 10: 10–13.
  • [2] Sensfuß, F. Analysen zum Merit-Order Effekt erneuerbarer Energien [Analysis of the merit order effect of renewable energies]. Report, Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung (ISI), Germany, 2013.
  • [3] Hauser, E, Zipp, A.Herausforderungen bei der Allokation von Strom aus fluktuierenden erneuerbaren Energien: Probleme und mögliche Lösungskonzepte [Challenges in the allocation of electricity from fluctuating renewable energies: problems and possible solution concepts]. Vierteljahrshefte zur Wirtschaftsforschung 2013; 82(3): 155-169, DOI: http://dx.doi.org/10.3790/vjh.82.3.155
  • [4] Fürsch, M, Malischek, R, Lindenberger, D. Der Merit-Order-Effekt der erneuerbaren Energien-Analyse der kurzen und langen Frist [The merit order effect of renewable energy analysis in the short and long term]. EWI Working Paper 2012; 12/14: 1-2. DOI: http://hdl.handle.net/10419/74394
  • [5] Ensinger, A. Standortidentischer Neubau einer Ortsnetztrafostation [Locally identical new construction of a local network transformer station]. ew Magazin für Energiewirtschaft 2021; 1: 36-39.
  • [6] Gobmaier, T. Netzfrequenz als Indikator für die Stabilität des Verbundnetzes [Grid frequency as an indicator of the stability of the interconnected grid]. In: IEWT 2017 10. Internationale Energiewirtschaftstagung, Wien, Austria, 17 February 2017, pp. 5-14.
  • [7] Schill, WP, Zerrahn, A, Kemfert, C, von Hirschhausen, C. Die Energiewende wird nicht an Stromspeichern scheitern [The energy transition will not fail because of electricity storage]. DIW aktuell, 2018; 11. DOI: http://hdl.handle.net/10419/181230
  • [8] Khanna, S, Becerra, V, Allahham, A, Giaoris, D, Foster, J, M, Roberts, K, Fawcett, J. Demand Response Model Development for Smart Households Using Time of Use Tariffs and Optimal Control—The Isle of Wight Energy Autonomous Community Case Study. Energies 2020; 13(3): 541. DOI: https://doi.org/10.3390/de13030541
  • [9] Torriti, J. Price-based demand side management: Assessing the impacts of time-of-use taris on residential electricity demand and peak shifting in Northern Italy. Energie 2012; 44(1): 576–583. DOI: 10.1016/j.energy.2012.05.043
  • [10] Frondel, M, Thomas, T. Dekarbonisierung bis zum Jahr 2050? Klimapolitische Maßnahmen und Energieprognosen für Deutschland, Österreich und die Schweiz [Decarbonization by 2050? Climate policy measures and energy forecasts for Germany, Austria and Switzerland]. DICE Ordnungspolitische Perspektiven 2020, 105, DOI: http://hdl.handle.net/10419/218829
  • [11] Cao, KK, Pregger, T, Scholz, Y, Gils, HC, Nienhaus, K, Deissenroth, M, Basim, I. Analyse von Strukturoptionen zur Integration erneuerbarer Energien in Deutschland und Europa unter Berücksichtigung der Versorgungssicherheit (INTEEVER): [Analysis of structural options for the integration of renewable energies in Germany and Europe, taking into account security of supply (INTEEVER):] Final report: BMWi–FKZ 03ET4020 A-C; Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt: Stuttgart, Germany, 2019.
  • [12] Zoltán, B. Kundenbindung von Haushaltsstromkunden: Ermittlung zentraler Determinanten [Customer loyalty of household electricity customers: determination of central determinants]. Wiesbaden, Deutschland: Deutscher Universitats-Verlag, 2003.
  • [13] Schepers, M, Kalny, G, Löbbe, S. Entwicklung und Management von Energiedienstleistungen–eine empirische Studie zur Unternehmensentwicklung in Energieversorgungsunternehmen [Development and Management of Energy Services - an empirical study on business development in energy supply companies]. Hochschule Reutlingen 2020; DOI: https://doi.org/10.34645/opus-2784
  • [14] Fischer, A, Kube, R. EEG: Bisherige Ausbauziele reichen nicht aus [EEG: Current expansion targets are not enough]. IW-Kurzbericht 2020; 118. DOI: http://hdl.handle.net/10419/228814
  • [15] Zimmermann, T, Tödter, H, Schülting, O, Kather, A. Auswirkungen verschiedener Sektorenkopplungspfade auf die elektrische Residuallast in Systemen mit hoher fluktuierender Einspeisung [Effects of different sector coupling paths on the electrical residual load in systems with high fluctuating feed-in]. In:16. Symposium Energieinnovation, EnInnov2020-Energy for Future: Wege zur Klimaneutralität. Graz, Österreich; 12-14 February 2020: Verlag der Technischen Universität Graz, pp. 339-340.
  • [16] Leven, B, Neubarth, J, Weber, C. Ökonomische und ökologische Bewertung der elektrischen Wärmepumpe im Vergleich zu anderen Heizungssystemen [Economic and ecological evaluation of the electric heat pump in comparison to other heating systems]. University of Stuttgart 2001; DOI: http://dx.doi.org/10.18419/opus-1602
  • [17] Arteconi, A, Polonara, F. Assessing the Demand Side Management Potential and the Energy Flexibility of Heat Pumps in Buildings. Energies 2018; 11(7): 1846. DOI: https://doi.org/10.3390/de11071846
  • [18] Afshar, S, Frank, F. Batterie versus Brennstoffzelle-Antriebstechnik im Vergleich [Battery versus fuel cell drive technology in comparison]. ATZextra 2020; 6: 32-37. DOI: https://doi.org/10.1007/s35778-020-0143-y
  • [19] Frondel, M, Ritter, N, Sommer, S. Stromverbrauch privater Haushalte in Deutschland–Eine ökonometrische Analyse [Electricity Consumption of Private Households in Germany - An Econometric Analysis]. Zeitschrift für Energiewirtschaft 2015; 39(3): 221-232. DOI: 10.1007/s12398-015-0157-0
  • [20] Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Einfluss der Elektromobilität auf die Verteilnetze [Influence of electromobility on the distribution networks]. edna Bundesverband Energiemarkt & Kommunikation e.V. Fachkonferenz 21 November 2019: Ettlingen, Germany.
  • [21] García-Villalobos, J, Zamora, I, San Martín, J, I, Asensio, F, J, Aperribay, V. Plug-in electric vehicles in electric distribution networks: A review of smart charging approaches. Renew. Sustain. Energy Rev. 2014; 38: 717–731. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.040
  • [22] Pipenbrink, A, Neumann, P. Masterplan eMobile. 1st ed. Germany: Haus verlag & kommunikation GmbH, 2020.
  • [23] Förderer, K, Lösch, M, Növer, R, Ronczka, M, Schmeck, H. Smart Meter Gateways: Options for a BSI-Compliant Integration of Energy Management Systems. Applied Sciences 2019; 9(8): 1634. DOI: https://doi.org/10.3390/app9081634.
  • [24] Hellmuth, N, Jakobs, EM. Informiertheit und Datenschutz beim Smart Metering [Informedness and data protection with smart metering]. Zeitschrift für Energiewirtschaft 2020; 44, 15–29. DOI: https://doi.org/10.1007/s12398-020-00269-7
  • [25] Huber, M. Flexibility in power systems-Requirements, modeling, and evaluation. Doctoral Thesis, Technische Universität München, Germany, 2017.
  • [26] Hess, T. Digitale Transformation strategisch steuern: Vom Zufallstreffer zum systematischen Vorgehen [Controlling digital transformation strategically: from a chance hit to a systematic approach]. Germany: Springer Fachmedien Wiesbaden, 2019.
  • [27] Hess, T, Barthel, P. Wieviel digitale Transformation steckt im Informationsmanagement? Zum Zusammenspiel eines etablierten und eines neuen Managementkonzepts [How much digital transformation is there in information management? For the interaction of an established and a new management concept]. HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik 2017; 54(3): 313-323, DOI: 10.1365/s40702-017-0308-3
  • [28] Li, M, Gu, W, Chen, W, He, Y, Wu, Y, Zhang, Y. Smart home: architecture, technologies and systems. 8th International Congress of Information and Communication Technology, Karachi, Pakistan; 16 November 2019: Procedia computer science, pp. 393-400.
There are 28 citations in total.

Details

Primary Language English
Subjects Electrical Engineering
Journal Section Research Articles
Authors

Andreas Ensinger 0000-0003-3965-0935

Max Robert Salzer This is me 0000-0002-8140-4749

Karlheinz Bozem This is me 0000-0002-4449-4108

Anna Nagl This is me 0000-0001-7875-2403

David Keith Harrison This is me 0000-0003-1068-7611

Bruce Macleod Wood This is me 0000-0001-8869-6900

Publication Date June 30, 2022
Acceptance Date April 29, 2022
Published in Issue Year 2022 Volume: 6 Issue: 2

Cite

Vancouver Ensinger A, Salzer MR, Bozem K, Nagl A, Harrison DK, Wood BM. Future value creation of German energy companies through smart home applications. Journal of Energy Systems. 2022;6(2):241-52.

Journal of Energy Systems is the official journal of 

European Conference on Renewable Energy Systems (ECRES8756 and


Electrical and Computer Engineering Research Group (ECERG)  8753


Journal of Energy Systems is licensed under CC BY-NC 4.0