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Markteinführung von Smart Metern – Herausforderungen für IT-Abteilungen von deutschen und internationalen Energieversorgungsunternehmen

Okt

12

2012

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Einleitung:

Motivation:

Der Energiemarkt steht sowohl in Deutschland als auch international vor einem Wandel. Analoge Ferraris-Zähler sollen auf Dauer durch intelligente Zähler, sogenannte Smart Meter, ersetzt werden.

Die Smart Meter erlauben es, den Strom digital und in Echtzeit zu erfassen und diese Daten über geeignete Kommunikationsanbindungen entsprechend an die Energieversorger zu übertragen. Diese sind dadurch in der Lage, monatliche, dem tatsächlichen Verbrauch entsprechende Rechnungen zu erstellen. Getrieben von der EU und den Regierungen soll das Verbrauchsbewusstsein somit erhöht werden und auf lange Sicht zu Verbrauchseinsparungen führen.

Des Weiteren gelten die Smart Meter als ein wichtiger Baustein für ein intelligentes Stromnetz, auch Smart Grid genannt. Mit Hilfe der Verbrauchsinformationen ist es den Energieversorgern möglich, Verbrauchsspitzen genauer einschätzen zu können und ggf. durch günstigere Anreiztarife die Lasten besser auf den Tag zu verteilen.

Haushalte innerhalb eines Smart Grid sind somit in der Lage, ihren aktuellen Stromverbrauch direkt ablesen zu können; die Smart Meter können intelligent den aktuell günstigsten Tarif für ihre Verbraucher auswählen und selbst erzeugter Strom kann, sofern er nicht selbst benötigt wird, zurück in das Netz gespeist werden.

Langfristig kommt es so zu einer Entwicklung von der zentralen zur dezentral verteilten Energieerzeugung.

Der angedeutete Wandel zu einem intelligenten Netz ist bis jetzt in den einzelnen Ländern unterschiedlich weit vollzogen. Ein großflächiges Roll-out ist in vielen Ländern noch nicht in Sicht. Zahlreiche Energieversorger sind bis jetzt sehr zögerlich und können die Auswirkungen und die auf sie zukommenden Kosten noch nicht einschätzen.

Auf die Energieversorger kommen daher viele neue Herausforderungen, insbesondere im Hinblick auf ihre IT, zu. Neben der neuen Infrastruktur, getrieben durch noch nicht vereinheitlichte Standards, Anforderungen an Hardware und Software sowie mögliche Kommunikationslösungen, sind es vor allem die großen Datenmengen, die es zu bewältigen gilt.

Diese müssen nach den Aspekten des Datenschutzes und der Datensicherheit verarbeitet, in bestehende ERP-Systeme eingebunden und entsprechend für weitere Dienste wie z.B. CRM-Systeme aufbereitet werden.

Zielsetzung der Arbeit:

Das Ziel dieser Master Thesis soll es primär sein, durch eine detaillierte Anforderungsanalyse umfassende Herausforderungen ableiten zu können, die auf IT-Abteilungen der Energieversorgungsunternehmen im Falle einer Markteinführung von Smart Metering-Systemen zukommen werden.

Dabei soll sich in die Lage der Energieversorgungsunternehmen hineinversetzt werden, möglichst alle Bereiche der IT analytisch betrachtet und erste Anforderungen herausgestellt werden.

Abgeleitet aus dieser Anforderungsanalyse soll es anschließend möglich sein, die größten Herausforderungen seitens der IT zu erkennen, daraus Handlungsempfehlungen zu entwickeln und so Energieversorgungsunternehmen in diesen Aspekten unterstützen zu können.

Aufbau und Abgrenzung der Arbeit:

Die Master Thesis lässt sich grundsätzlich in vier Abschnitte gliedern, die nach einem Stufenmodell (siehe Abbildung 1) aufeinander aufbauen.

In einem ersten Schritt wird aufgrund des neuartigen Themenkomplexes eine erste theoretische Basis geschaffen, die wichtige Hintergründe und eine Übersicht über die Begriffe Smart Metering und Smart Grid liefern soll.

In einem zweiten Schritt erfolgt anschließend mit Hilfe unterschiedlicher Betrachtungsweisen in den Kapiteln 3 bis 5 eine Grobanalyse, die einzelne Einflussfaktoren und Stakeholder beleuchtet sowie wichtige Gesichtspunkte bezüglich eines generellen Kommunikationsaufbaus darstellt. Um für Europa einen bisherigen Status quo festhalten zu können, werden verschiedene Länder unter dem Blickwinkel einer bereits umgesetzten oder noch bevorstehenden Markteinführung für Smart Meter betrachtet und unterschiedliche Herangehensweisen sowie Konzepte für die späteren Handlungsempfehlungen festgehalten.

Als insgesamt umfangreichster und zentraler Abschnitt erfolgt in dem Kapitel 6 eine detaillierte Anforderungsanalyse, die zum einen vorherige Kapitel aufgreift und zum anderen die für das Smart Metering erforderlichen Bereiche der IT untersucht sowie Anforderungen an die Kommunikationsinfrastruktur, Datenverarbeitung, das Daten-management, die IT-Systeme und die IT-Sicherheit stellt. Die dabei z.T. selbst entwickelten Frameworks bzw. Systemlandschaften stellen dabei die einzelnen Schnittstellen innerhalb der Smart Metering-Infrastruktur übersichtlich dar.

Eine anschließende Lösungsübersicht, aufgebaut mit Hilfe eines morphologischen Kastens, soll dabei Energieversorgungsunternehmen als ‘roter Faden’ dienen und exemplarisch mögliche Lösungsalternativen nach den unterschiedlichen Betrachtungsweisen aufzeigen.

Im Kapitel 8 werden dann in einem letzten Schritt auf Basis der vorangegangenen Grundlagen, Informationen, Anforderungen und Lösungsmöglichkeiten die daraus resultierenden Herausforderungen dargestellt und als Ergebnis erste Handlungsempfehlungen ausgesprochen.

Eine Schlussbetrachtung mit einer Zusammenfassung und einem Fazit runden die Master Thesis ab.

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