Co-development of home energy management solutions in Finnish virtual communities

Abstract

The increased use of renewable energy sources sets requirements for more flexible demand-side solutions with their intermittent production. The electricity network is getting smarter and approaching a level of a smart grid where the consumption can be optimized and kept in balance with the production. Since electricity consumption takes place within residential consumers’ homes as a part of their daily life its optimization is a personal subject that should be studied to be able to understand the best practices. It has also been found that it is common for active users to create their own solutions. All of these aspects together create opportunities for co-development between the consumers and commercial solution providers. The aim of this study was to bring clarity to the contemporary topics of home energy management and co-development via virtual communities. The research objective was set to first describe the processes of developing home energy management solutions in Finnish virtual communities and the solutions developed by consumers. Second part of the objective was to describe the solution providers and discuss ways of co-development between consumers and solution providers. Research questions were set accordingly to the research objective. First question was divided into two and it asked how the solutions are developed and what kinds of solutions are developed. The second question was divided into two as well and it asked what kinds of solutions are commercially available already and how the solution providers can participate in solution development in virtual communities. The phases of the research process were literature review, data collection using semi-structured interviews, qualitative data analysis, and synthesis. The findings of the literature review about consumers were that they can have more influence on consumption with smart home solutions and microgeneration. Innovative lead users were considered important in co-development. The concepts of smart grid and demand-side management were also discussed as well as virtual communities and knowledge sharing. A framework was constructed of the interaction of users and solution providers in virtual communities. Semi-structured interviews were chosen as the data collection method to collect interviewees’ experiences in various details. Seven consumers and seven solution providers were interviewed during the process. The chosen data analysis method was thematic analysis which was conducted with the help of computer-aided qualitative data analysis software. The results of the interviews revealed that there were lead users and user innovators who discussed solutions actively in virtual communities. Part of frequent interaction is knowledge sharing and helping out other community members. The virtual communities had tens of thousands of members. The recent growth in member amount seemed to lower the level of professionality and knowledge in the communities. Users had created mostly software based solutions, but also some hardware and behavioral were found. The most important benefits for users were monetary and information benefits. Among interviewed solution providers the most common business model was to provide home energy management systems as a service. With a subscription the customers get price-based consumption optimization. The providers were using virtual community platforms to some extent. Ideas for improvement include smaller pilot groups and discussion involving consumers. This study contributed to research fields of home energy management, user innovation, and virtual communities. Future research could include quantitative data from social media analysis.

Uusiutuvien energianlähteiden lisääntynyt käyttö asettaa vaatimuksia joustavammille kuluttajapuolen ratkaisuille niiden jaksottaisesta tuotannosta johtuen. Sähköverkko kehittyy älykkäämmäksi ja lähestyy älykkään verkon tasoa, jossa kulutusta voidaan optimoida ja pitää tasapainossa tuotannon kanssa. Sähkön kulutus tapahtuu kotitalouskuluttajien kodeissa osana heidän jokapäiväistä elämäänsä, joten sen optimointi on henkilökohtainenkin asia, jota tulee tutkia sen parhaiden toimintatapojen ymmärtämiseksi. Lisäksi tutkimuksista on selvinnyt, että aktiiviset käyttäjät luovat omia ratkaisujaan melko yleisesti. Kaikki nämä näkökohdat yhdessä luovat mahdollisuuksia yhteiskehittämiselle kuluttajien ja kaupallisten ratkaisujen toimittajien välillä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selventää kodin energianhallinnan ja virtuaaliyhteisöjen välityksellä tapahtuvan yhteiskehittämisen ajankohtaisia aiheita. Tutkimuksen tavoitteeksi asetettiin ensinnäkin suomalaisissa virtuaaliyhteisöissä tapahtuvan energianhallintaratkaisujen kehitysprosessien sekä kuluttajien kehittämien ratkaisujen kuvailu. Toisena osana tavoitetta oli kuvailla ratkaisuntarjoajia ja pohtia yhteiskehittämisen tapoja kuluttajien ja ratkaisuntarjoajien välillä. Tutkimuskysymykset asetettiin tutkimuksen tavoitteen mukaisesti. Ensimmäinen kysymys jaettiin kahteen osaan, joissa kysyttiin, kuinka ratkaisuja kehitetään, sekä millaisia ratkaisuja kehitetään. Toinen kysymys jaettiin niin ikään kahteen osaan, joissa kysyttiin, millaisia ratkaisuja on kaupallisesti tarjolla, sekä miten ratkaisuntarjoajat voivat osallistua ratkaisujen kehitykseen virtuaalisissa yhteisöissä. Tutkimusprosessin vaiheita olivat kirjallisuuskatsaus, tiedonkeruu teemahaastatteluilla, laadullinen data-analyysi, ja synteesi. Kirjallisuuskatsauksen löydökset kuluttajiin liittyen olivat, että heillä on paremmat mahdollisuudet vaikuttaa kulutukseen älykotiratkaisuilla sekä mikrotuotannolla. Kiinnostuneilla ja innovatiivisilla käyttäjillä on merkittävää arvoa yhteiskehittämisessä. Älykkään sähköverkon ja kysynnän hallinnan konseptit käsiteltiin katsauksessa virtuaalisten yhteisöjen ja tietämyksen jakamisen lisäksi. Tutkimuksessa koottiin myös viitekehys käyttäjien ja ratkaisuntarjoajien vuorovaikutuksesta virtuaalisissa yhteisöissä. Teemahaastattelut valittiin tiedonkeruumenetelmäksi, jotta haastateltavien kokemukset saatiin kerättyä monipuolisin yksityiskohdin. Prosessin aikana haastateltiin seitsemää kuluttajaa ja seitsemää ratkaisuntarjoajaa. Data-analyysi menetelmäksi valittiin aihekohtainen analyysi, joka toteutettiin tietokoneavusteisen laadullisen data-analyysin ohjelmiston avulla. Haastattelujen tulokset paljastivat, että lead user -tyyppiset käyttäjät ja innovaattorit keskustelivat ratkaisuista aktiivisesti virtuaalisissa yhteisöissä. Osana jatkuvaa vuorovaikutusta on tiedon jakaminen ja muiden yhteisön jäsenten auttaminen. Virtuaalisissa yhteisöissä oli kymmeniä tuhansia jäseniä. Viimeaikainen kasvu jäsenten määrässä vaikutti vähentävän ammattimaisuutta ja laskevan tietämyksen tasoa. Käyttäjät loivat enimmäkseen ohjelmistopohjaisia ratkaisuja, mutta myös joitakin laitteistoon ja käyttäytymiseen perustuvia ratkaisuja löydettiin. Tärkeimmät hyödyt käyttäjille olivat rahalliset ja tietohyödyt. Haastateltujen ratkaisuntarjoajien joukossa yleisin liiketoimintamalli oli tarjota kodin energianhallintajärjestelmää palveluna. Tilaamalla palvelun asiakkaat saavat hintaan perustuvan kulutuksen optimointipalvelun. Palveluntarjoajat käyttivät virtuaalisten yhteisöjen alustoja jossain määrin. Kehitysehdotuksiin sisältyy pienten testiryhmien käyttö ja asiakkaiden osallistaminen. Tämä tutkimus edesauttoi tutkimusta kodin energianhallinasta, käyttäjäinnovaatiosta, ja virtuaalisista yhteisöistä. Tuleva tutkimus voisi sisältää sosiaalisen median kvantitatiivista analyysiä.