Lösungen auf BABLE sind von Experten kuratierte Vorschläge für effizient umsetzbare Smart City-Projekte. Jede Lösung enthält eine Liste von Vorteilen und eine Liste von Funktionen, die benötigt werden, um diese Vorteile zu erreichen, sowie Informationen über das Geschäftsmodell, treibende Faktoren, relevante gesetzliche Regelungen, Ratschläge von Experten und Links zu relevanten Anwendungsfällen und Produkten.
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Energy Efficient Retrofitting of Buildings
Improving energy efficiency of the building stock in a city needs strategic and long-term thinking. Complex ownership structures, market barriers, diversity of building typologies, consumer preferences and multiple stakeholders involved in the construction and retrofitting of a building makes energy efficient buildings a challenge even with the advanced technological developments. However, to realise positive energy districts and reach the ambitious climate goals set forward by cities, zero and positive energy buildings play a critical role. A variety of initiatives worldwide have proven that while a complex challenge, Energy Efficient Retrofitting of buildings is possible and has huge impact towards greener and more resilient cities. Problems to be solved Energy loss in buildings Use of Inadequate materials Energy poverty Transition from fossil fuels Make technologies affordable Energy demand in buildings
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Intermodale Mobilitätszentren
Rasche Urbanisierung, alternde Infrastrukturen, Bevölkerungswachstum und Klimawandel stellen die Städte der Welt weiterhin vor Herausforderungen. Städte, die sich bemühen, ihre städtischen Mobilitätssysteme zu verbessern und zu diversifizieren und ihre Transitknotenpunkte zu entwickeln, werden einen Wettbewerbsvorteil erlangen. Mobility Hubs bilden einen Schwerpunkt im Verkehrsnetz, der verschiedene Verkehrsmittel nahtlos integriert. Sie sind Orte der Vernetzung, an denen sich verschiedene Verkehrsmittel - vom Gehen bis zur S-Bahn - nahtlos vereinen und an denen sich Arbeiten, Wohnen, Einkaufen oder Spielen intensiv konzentrieren. Insgesamt soll diese integrierte Palette von Mobilitätsdiensten den Bedürfnissen der Transitnutzer in der erstletzten Meile gerecht werden. Die vorteilhaftesten intermodalen Mobilitätszentren werden hauptsächlich in der Nähe bestehender Mobilitätsknotenpunkte wie Bahnhöfe realisiert.
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Energiemanagement-System für Gebäude
Die meisten öffentlichen Mittel für die Energieeffizienz in der EU werden für den Gebäudesektor vorgeschlagen. Die Bundesmittel in diesem Bereich belaufen sich 2014 auf 5,4 Milliarden Euro. Eine Möglichkeit, die Energieeffizienz von Gebäuden zu erhöhen, ist die Implementierung eines Gebäudeenergiemanagementsystems (BEMS). BEMSs sind zentralisierte, computergestützte Systeme, die eine Echtzeitüberwachung und integrierte Steuerung von Gebäudetechnik und -ausrüstung zur Optimierung des Energieverbrauchs ermöglichen. Sie steuern typischerweise die Beleuchtungs-, Strom-, Warmwasser- und HVAC-Systeme (Heizungslüftung und Klimatisierung). Das System überwacht die Informationen verschiedener Sensoren im Gebäude (intelligente Zähler, Präsenz-, Temperatur-, Kohlendioxid- und Feuchtigkeitssensoren usw.) und optimiert den Energieverbrauch unter Beibehaltung von Sicherheit und Komfort.
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Lokales Energiesystem
Etwa ein Viertel des Energiepreises wird durch den Transport der Energie geschuldet. Durch die Implementierung eines lokalen Energiesystems kann die Energieerzeugung von einem zentralen zu einem dezentralen System umgestellt werden. In einem lokalen Energiesystem wird die Energie in der Nähe des Ortes erzeugt, an dem sie verbraucht wird, im Gegensatz zu einem zentralisierten Energieerzeugungssystem oder einem nationalen Netz, in dem die Erzeugung zentralisiert ist. Die lokale Erzeugung reduziert die Übertragungsverluste und ist in der Lage, sich an den lokalen Bedarf anzupassen. Das System umfasst die Erzeugung, die Speicherung und den Verbrauch von Energie. Um den Energieverbrauch zu optimieren, sind eine Visualisierung des Verbrauchs oder ein gesteuerter Energieverbrauch möglich.
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Städtische Datenplattform
Urbane Datenplattformen bilden die Grundlage für eine Vielzahl von Anwendungen in einer Smart City. Eine städtische Datenplattform soll Daten von verschiedenen Interessengruppen des Smart City-Ökosystems (öffentliche Einrichtungen, Unternehmen, Bürger und Organisationen) erfassen, speichern und integrieren. Die Daten können anderen Dienstleistern angeboten, analysiert oder visualisiert und veröffentlicht werden. Eine solche urbane Datenplattform kann die Grundlage für viele intelligente Stadtlösungen sein, da sie eine sichere, stabile und flexible Basis für datengesteuerte Lösungen bietet. Eine urbane Datenplattform kann ein ganzheitliches System bilden, das verschiedene Dienste rund um eine Stadt verbindet, indem es alle Daten zusammenführt. Ein multiseitiger Marktansatz kann intelligente und mittlere Unternehmen (KMU) unterstützen, da Daten ohne hohe Anfangsinvestitionen verfügbar sind, einschließlich öffentlicher Dienste und Bürger. Das Hauptanliegen bei urbanen Datenplattformen ist die Datensicherheit und -transparenz, bei der die Verantwortung und Zuverlässigkeit des Betreibers der Plattform im Vordergrund steht. Ein allgemein akzeptierter Ansatz ist daher der Betrieb durch eine kommunale Organisati
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Paketauslieferung per Drohne
Lieferwagen für Pakete sind ein wesentlicher Bestandteil des Stadtverkehrs, der durch die Implementierung eines Drohnenlieferungssystems reduziert werden kann. Da der Markt für Lieferungen, insbesondere durch die zunehmenden Möglichkeiten des Online-Shopping, deutlich und stetig wächst, wird dies noch relevanter. Ebenso wandelt sich der Liefermarkt langsam von einem hauptsächlich B2B-Markt zu einem B2C-Markt. Diese Entwicklungen führen zu einer zunehmenden Bedeutung der so genannten "letzten Meile" - der Lieferung vom nächstgelegenen Verkehrsknotenpunkt zum Endziel. Eine Möglichkeit, die letzte Meile zu verbessern, sind Drohnen. Autonome Drohnen können die Lieferzeiten erheblich verkürzen und die mit der Lieferung verbundenen Personalkosten senken.
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Last Mile Delivery
Due to the growing share of on-line shopping nowadays, an additional sales channel for companies came up. Internet sales has become an essential part of the retailing business in the past years. Consequently, the volume of traffic caused by delivery services has increased rapidly with the success of e-commerce. Likewise, the delivery market slowly transforms from a mainly B2B market to a B2C one (e.g. Drone delivery). The final track of the supply chain – home delivery to a customer – is called “Last Mile”. The “Last-Mile” of a delivery poses significant logisticalcal challenges, especially regarding the increasing customer expectations, such as "same day delivery" or "exact time delivery" which leads to the decreasing time available for planning. Furthermore, the “Last mile” has a huge effect in traffic of commercial vehicles in cities. The Last Mile Delivery (LMD) accounts for a major part of the costs involved in a delivery. A research of Capgemini Research Institute showed that the costs of LMD account 41 % of the overall supply chain costs ( Jacobs, Warner et al., p. 20 ). Figure 1 - Distribution of overall supply chain costs ( Jacobs, Warner et al., p. 20 ) In the reality of LMD, challenges like a small or single order compared to deliveries to stores, many constantly changing geographically dispersed locations (compare deliveries to stores) etc. must be faced. The goal is to improve the efficiency of LMD, to minimize costs incurred, improve safety to minimize the impact on traffic as well as minimize the environmental impact. To improve the quality of life in the affected areas, the LMD should become environmentally friendly and emission-free (noise and emissions), the volume of traffic should be reduced to prevent illegal parking, collisions and stressful congestions. Congestion, air quality, collisions and illegal parking are all ills affecting the quality of life of citizens. The accessibility of inner-city locations is becoming more and more limited for cars and trucks in contrast delivery services are growing especially in these dense inner-city areas. There are several solutions to solve these problems that reduce pollutant emissions, lower the impact on traffic, improve safety and make LMD more efficient.
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Grüne Sanierung
In der EU gibt es mehrere Brachflächen mit verunreinigtem Boden, Wasser oder Luft. Ein großer Teil von ihnen hat eine zentrale Lage und ist an das Verkehrssystem angeschlossen. Green Remediation ist eine Lösung, die diese Brachflächen saniert und die Nutzung dieser Flächen ermöglicht. Der Hauptvorteil der Anwendung dieses Modells besteht darin, dass es neue Entwicklungen auf Grünflächen verhindert und die Gesundheits- und Umweltbedingungen des Menschen verbessert. Die Idee hinter dieser grünen Sanierung ist, dass nicht nur die Verschmutzung minimiert oder beseitigt wird, sondern auch die effiziente Nutzung von Ressourcen und die Auswirkungen von Sanierungstechniken reduziert werden. Der wesentliche Punkt ist, dass der verunreinigte Boden oder das Grundwasser in-situ dekontaminiert wird, wodurch die Notwendigkeit der Entfernung und des Transports außerhalb des Standorts entfällt. Darüber hinaus kann Energie lokal erzeugt werden, was Einsparungen beim Stromverbrauch ermöglicht, und wenn es eine alte Infrastruktur gibt, kann sie wiederverwendet oder recycelt werd
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Urban Farming
Die globale Landwirtschaft hat eine hohe Umweltbelastung (30 Prozent der globalen Emissionen). Dies ist vor allem auf die langen Lieferketten zurückzuführen. Derzeit beträgt die durchschnittliche Entfernung der landwirtschaftlichen Produkte mehr als 2.400 km (Urban Farming in the City of tomorrow, 2018). Mit Hilfe von Urban Farming Ansätzen kann dies idealerweise auf weniger als 10 km reduziert werden. Dies bietet eine neue attraktive Option für eine dekarbonisierte Lebensmittelverteilung. Darüber hinaus wird die Sicherung der städtischen Nahrungsmittel- und Ressourcenversorgung zunehmend zu einer Herausforderung, insbesondere in dicht besiedelten Städten mit begrenztem Zugang zu umliegenden landwirtschaftlichen Gebieten. Die Nahrungsmittelproduktion in den städtischen Gebieten bietet daher verschiedene Möglichkeiten für Städte.
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Electrification of fleets
In order to reduce fossil energy consumption, electric mobility is a key component of creating sustainable transportation. Not only is the transport sector responsible for 30% of total EU CO 2 emissions (72% of which are from road transport), but the rate of emission reductions has also slowed down. Other sectors, such as energy, agriculture, forestry, fisheries and housing, have significantly reduced their CO 2 emissions since 1990, while in the transport sector's CO 2 emissions are higher today than in 1990 due to the ever-increasing role of mobility in our lives (European Parliament, 2019). One solution to reduce transport-related CO 2 emissions is electric mobility. Due to their longer lifespan and lower operational costs, electric vehicles can be financially beneficial. Fleet solutions facilitate the diffusion of electric vehicles rapidly and successfully into the market. Additionally, facilities to charge the electric vehicles are mandatory (Proff, Fojcik 2016, p. 128). The main goal is to diffuse electric mobility for environmental reasons. The overall vehicle population can be reduced by building up electric fleets. Plus, using electric fleets provides opportunities for companies and cities to create an innovative image and to test new technologies. The limited range of electrically driven vehicles is often less of an issue for company- and city-operated vehicles, as shorter distances are primarily covered. Fleet applications offer excellent opportunities for fast and successful diffusion of electric vehicles into the market, paticularyl since e.g. around 60 % of annual new car registrations in Germany are accounted for by companies and the self-employed. After their first commercial use, the vehicles are usually transferred to the used car market after a few years. Electric fleets for companies are thus a catalyst for the wider potential market diffusion of electric vehicles.
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Abfalltrennung an der Quelle
Im Jahr 2017 fielen 70 Prozent des weltweiten Abfalls in Städten an - mit steigender Tendenz in den nächsten Jahren. Ein Schritt, um diesen Abfall effizient und wirtschaftlich zu verarbeiten, ist die Abfalltrennung an der Quelle. Sie ist grundlegend für die Wiederverwendung und das Recycling von Ressourcen, weil sie die Verunreinigung der Materialien verhindert und damit deren Qualität erhöht. Da dieses System auf die aktive Beteiligung der Bürger angewiesen ist, muss es für die Nutzer einfach und leicht verständlich sein. Der Hauptaspekt ist, dass die Benutzer den Abfall nach den Materialien, aus denen er besteht, sortiert, aber auch, dass die Bürger identifiziert werden können, was eine differenzierte Preisgestaltung ermöglicht, wenn die Menschen mehr oder weniger recyceln. Darüber hinaus kann dieses System auch die Kompostierung und das Recycling anderer Dinge wie Elektronik oder Kleidung erleichtern.
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Städtischer Notfalldienst
Die städtische Infrastruktur muss in der Lage sein, auf verschiedene Herausforderungen wie Katastrophenereignisse, Naturkatastrophen, Terroranschläge und weitere Notfälle zu reagieren. Zu diesem Zweck ist ein integriertes Notfallmanagementsystem erforderlich, das die Lücke zwischen Notfallzentren und den Bürgern schließen kann. Einerseits sollte dieses System in der Lage sein, Informationen von und um die Bürger herum zu erfassen, die beispielsweise auf sozialen Netzwerken oder verschiedenen in der jeweiligen Umgebung verteilten Sensoren basieren. Andererseits kann das System Mittel bereitstellen, um Benachrichtigungen und relevante Informationen an potenziell gefährdete Bürger weiterzugeben.
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Intelligente Beleuchtung
Smart Straßenlaternen ermöglichen die Reduzierung der Betriebskosten im Zusammenhang mit der öffentlichen Beleuchtung durch die Bereitstellung mehrerer Mehrwertdienste für Städte und Bürger. Die Lösung ermöglicht die dynamische Anpassung der Helligkeit von Straßenlaternen an die saisonabhängige Tag- und Nachtzyklusdauer oder sogar an eine Kombination aus dieser und dem Geräuschpegel. Ein gutes Beleuchtungssystem erhöht sowohl die tatsächliche als auch die wahrgenommene Sicherheit. Darüber hinaus kann gerichtetes Licht das Wohlbefinden der Bewohner verbessern. Ein zugrundeliegendes Connectivity-Backbone verbindet die Pole (z.B. Glasfaser-Backbone) und dient der Bereitstellung digitaler Dienste über integrierte Straßenleuchten.
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Intelligenter und vernetzter öffentlicher Raum
Ein intelligenter und vernetzter öffentlicher Raum sammelt Daten im öffentlichen Bereich und zeigt oder reagiert auf die Daten. Die Daten können sicher über Wi-Fi oder andere ähnliche Technologien übertragen werden, d.h. in Kombination mit einem zentralen System. Die mit Sensoren erfassten Daten können Daten über die Luftqualität, die Bewegungen und Personen im öffentlichen Raum oder sicherheitsrelevante Informationen sein. Dabei sollte den Datenschutzrechten besondere Bedeutung beigemessen werden, d.h. durch den Einsatz nicht-invasiver Sensoren.
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Fahrzeug-Sharing-System
Fahrzeug-Sharing-Systeme ermöglichen es den Kunden, verschiedene Fahrzeuge zu nutzen, ohne sie zu besitzen. Es gibt verschiedene Arten von Fahrzeug-Sharing-Systemen auf dem Markt. Unterschiede können das geteilte Fahrzeug sein, wie z.B. Carsharing, Bikesharing, Rollersharing oder Elektrofahrzeugsharing. Neben dem Fahrzeugtyp besteht ein wesentlicher Unterschied zwischen den Fahrzeug-Sharing-Systemen in der Fahrzeughalterung. Meistens besitzt der Betreiber die Fahrzeuge, die er mit seinen Kunden teilt. Eine weitere Möglichkeit ist die Peer-to-Peer-Fahrzeugfreigabe, bei der die Nutzer ihre Fahrzeuge teilen. Für jedes Fahrzeug-Sharing-System ist es notwendig, die Zugänglichkeit der Fahrzeuge zu gewährleisten und den Standort und den Betrieb der Fahrzeuge zu verwalten.
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Virtuelles Kraftwerk
Die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energien erhöht das Risiko von unvorhersehbaren Abschnitten oder Spitzenwerten bei der Energieerzeugung. Ein virtuelles Kraftwerk reduziert diese Risiken, indem es mehrere kleine Produktionseinheiten zusammenfasst. Neben dem Ausgleich von (unvorhersehbaren) nachhaltigen Energieangeboten und -nachfrage in Wohngebieten verbessert es den Ertrag von Energieerzeugungseinheiten, da es den Haushalten ermöglicht, überschüssige Energie zu speichern und/oder zu handeln. Ein virtuelles Kraftwerk umfasst Energieerzeugungseinheiten, Last- und Batteriesysteme. Als Online-Plattform aggregiert das virtuelle Kraftwerk die Energieproduktion und den Energieverbrauch der Menschen und speichert den Überschuss lokal. Durch diese Aggregation ist es möglich, Energie an den Großhandelsmärkten zu handeln: Durch den Einsatz einer Heimbatterie können Sie Energie speichern, wenn die Strompreise niedrig sind, und die Batterie entladen, wenn sie hoch ist. Insgesamt ist das virtuelle Kraftwerk in der Lage, Flexibilität zu monetarisieren und das Risiko von Versorgungsengpässen durch den Einsatz verschiedener Funktionen zu minimieren.
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Öffentliches Ladesystem für Elektrofahrzeuge
Die aktuelle EU-Verordnung zu den Emissionen von Personenkraftwagen ist die weltweit strengste. Neben weiteren Einschränkungen können die Schwellenwerte mit herkömmlichen Autos nicht mehr erreicht werden. Eine alternative Technologie, die die lokalen Emissionen reduziert, sind Elektrofahrzeuge. Für eine erfolgreiche Marktdurchdringung ist eine funktionierende Infrastruktur notwendig. Daher unterstützen öffentliche Ladesysteme für Elektrofahrzeuge die Elektrifizierung von städtischen Mobilitätssystemen durch die Bereitstellung von Ladegeräten. Diese Ladegeräte können in verschiedenen Leistungsklassen und Ladetechnologien ausgeführt werden. Darüber hinaus können sie intelligent in das lokale Netz integriert werden und Informationen über das System für Kunden, Betreiber und andere Interessengruppen bereitstellen. Für die Benutzererfahrung wird empfohlen, ein Zahlungs- und Authentifizierungssystem einzubinden, das den Zugang erleichtert und die Transparenz des Ladevorgangs erhöht.
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Digital Twin
Digital Twins are used increasingly to support urban planning processes – by visualizing urban data, show-casing future scenarios and many other use-cases. In general Digital twins are virtual representations of an object, process or system that can be used to run simulations to optimise efficiency and examine what-if scenarios. The technology has been primarily used for manufacturing to test products (e.g. as of 2018, GE had 1.2 million digital twins for 300,000 types of assets) but is quickly expanding to buildings, supply chains and entire cities as digital planning technology advances ( Castro, 2019 ). Integrating data from the internet of things (IoT) with the advanced modelling capabilities of technologies such as geospatial information systems (GIS), virtual and augmented reality (VR/AR) and building information modelling (BIM) allows governments and industry to create predictions of how systems will react and respond to real-world data. Creating a feedback loop between the virtual and real worlds results in substantial improvements of processes and impacts, with time-saving and financial benefits. The concept of digital twins is not new; for example, NASA has been running simulations of spacecraft for decades, but the rapid growth of connected sensors and endpoints with the rise of the IoT and advancements in artificial intelligence has opened up a myriad of possibilities for the planning and analysis tool. Potential uses for digital twins are still being imagined. Uses for cities currently include using digital twins to plan transportation systems, prepare for natural disasters and identify optimal locations to install solar panels. Future uses could include predicting how a disease will spread and informing optimal lockdowns and hospital reservations or using the tool to facilitate collaborations with other cities that have shared problems and mutual goals. Problems to be solved Ease complex decision-making Enable more efficient project implementation and monitoring Create better preparedness for emergency situations Make urban data easier to understand
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Elektrisches Bussystem
Zusätzlich sind Einrichtungen zum Laden der Elektrobusse obligatorisch. Aufgrund des Ladevorgangs ist ein Managementsystem für den Betrieb und die Planung der Reichweite sowie die Routenoptimierung noch wichtiger als bei herkömmlichen Bussystemen.
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Intelligente Entsorgungslogistik
Die globale Abfallmenge nimmt stetig zu. Mit der Abfallmenge wächst die Bedeutung einer effizienten Abfallverarbeitung. Intelligente Abfalllogistik umfasst die Abfallkette von der Abholung der Abfälle bei den Bewohnern bis hin zur Verarbeitung von Recycling und Zerstörung. Routenoptimierungen für Müllfahrzeuge sind Teil eines intelligenten Abfallsystems. Dies kann durch den Einsatz von Smart Bins erreicht werden, die in der Lage sind, ihren aktuellen Zustand zu melden. Die Lösung kann auch als unterirdisches Abfallsammelsystem realisiert werden. Um die Verarbeitung des gesammelten Mülls zu verbessern, können Abfallsortierroboter eingesetzt werden.
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Smart Home Video Kommunikation
Vor allem in weniger dicht besiedelten Gebieten oder für weniger mobile Menschen kann ein Videokonferenzsystem den Zugang zu vielen Dienstleistungen wie medizinischer Beratung, Bildung, Behörden oder Justiz erleichtern. Alle diese Dienste können genutzt werden, ohne das Haus zu verlassen, wenn ein Smart Home Video Communication System erfolgreich implementiert wurde. Mögliche Vorteile eines Videokonferenzsystems sind: Die Verwendung von Video ermöglicht die Authentifizierung der Beteiligten, Menschen mit Behinderungen können leichter auf öffentliche Dienste zugreifen, lange Warteschlangen in öffentlichen Gebäuden werden vermieden und eine umfassendere Versorgung als per Telefon kann gewährleistet werden. Nach der Installation kann dieses System auch für Bildungszwecke, zur Kommunikation mit der Familie oder zur Überwachung des eigenen Eigentums verwendet werden.
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Smart Parking
Ein Smart Parking System nutzt Sensoren oder andere Technologien, um die Verfügbarkeit von Parkplätzen in Städten zu ermitteln. Diese Informationen können mit den Fahrern ausgetauscht werden, was die Zeit für die Suche nach einem Parkplatz und damit die Verkehrsüberlastung reduziert. Darüber hinaus können die Kommunen präzise und aktuelle Informationen über die Verkehrssituation erhalten, so dass sie die Parktarife an die Verkehrsziele anpassen können. Das System kann den Kunden auch einen Parkplatz bezahlen und reservieren lassen, ihn zu freien Plätzen führen und sogar das Auto des Kunden parken. .
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Smart Home System
Die meisten öffentlichen Mittel für die Energieeffizienz in der EU werden für den Gebäudesektor vorgeschlagen. Die Bundesmittel in diesem Bereich belaufen sich 2014 auf 5,4 Milliarden Euro. Ein intelligentes Heimsystem ist eine Möglichkeit, die Energieeffizienz von Wohnungen zu verbessern. Ein Smart Gateway als wesentlicher Bestandteil des Systems verbindet das Smart Home mit der Außenwelt. Dies ermöglicht die mobile Steuerung von Geräten im Haus von entfernten Orten aus. Externe Systeme und Dienste können zur besseren Regulierung des Energieverbrauchs genutzt werden. Darüber hinaus kann es sowohl an das Smart Grid als auch an die Stromladeinfrastruktur angeschlossen werden, um eine bessere Energieeffizienz und Abrechnungspläne zu ermöglichen, z.B. nach Spitzenenergieverbrauch oder erneuerbaren Energieträge
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Smart Microgrids
Microgrids are smaller-scale versions of a local centralised electricity system - a.k.a. a macrogrid - and are equipped with control capabilities that allow them to operate in tandem with the local macrogrid, or autonomously on a stand-alone basis. As such, microgrids have existed for decades powering industrial sites, military bases, campuses and critical facilities such as hospitals, primarily using fossil-fuel-fired Combined Heat and Power (CHP) and reciprocating engine generators. However, many cities are now interested in microgrid systems that can better integrate renewable generation resources and various energy loads, serve multiple users and/or meet environmental or emergency responses. Microgrids can bring several benefits to the environment, utility operators and customers; benefits that are especially important for cities as they strive to create smart, safe, and liveable communities with thriving economies. Considering local priorities and challenges, municipalities have three good reasons to pursue microgrids: Microgrids contribute to reducing GHG emissions and help cities meet their climate goals by: Fostering the integration and aggregation of renewable energy sources, thanks to their ability to balance energy production and usage within the microgrid through distributed, controllable generation and storage (e.g. CHP, thermal storage or fuel cells). Harnessing energy that would otherwise be wasted (e.g. electricity transmission losses or waste heat from energy production), thanks to the proximity of where energy is generated and where it is needed. Microgrids can strengthen and increase resilience of the central grid by: Increasing the system-wide reliability and efficiency, as they help reduce or manage energy demand whilst alleviating grid congestion, thanks to their ability to isolate and take over local energy demand autonomously. Reducing grid vulnerability by coping with impending power outages and safeguarding against potential cyberattacks on energy infrastructure. Sustaining energy service during emergencies or natural disasters, especially for critical public services, and helping the macrogrid recover from system outages. Microgrids can better serve the community and enhance local economy by: Keeping electricity tariffs under control thanks to more efficient and cost-effective grid management, greater use of valuable wasted energy and/or reduced investments in additional energy capacity or transmission infrastructure. Favouring the competitiveness of municipalities, as these can offer low energy costs and elevated levels of reliability that may attract new business and jobs, especially industries highly sensitive to power outages (e.g. data centres, research facilities, etc.). Ensuring power reliability for isolated or hard-to-serve communities by providing clean, reliable, and resilient energy in a cost-effective way. Constituting an ideal way to integrate renewable resources on the community level and allow for customer participation in the electricity enterprise. Problems to be solved Increasing costs & emissions from current energy supply Wasted energy & revenue losses Limited grid capacity & power reliability Demand for greater grid resilience and flexibility Increasing & changing energy demand Ageing, weak and/or absent infrastructure
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Bi-directional Electric Vehicle Charging
Most cars are idly parked 90-95% of the time. With an accelerated shift to using electric vehicles (EVs), batteries of EVs offer enormous potential in terms of using their vast collective storage capacity as a flexible solution to support the grid, which can be taxed with an intermittent renewable energy supply. Bidirectional electric vehicle charging (V2X) refers to EV chargers that allow not only for charging the battery of the EV but also for taking energy from the car battery and pushing it back to the grid when needed. There are two primary receivers of power from an EV: the grid (V2G) and the electricity from a home or building (V2H). Bi-directional charging creates greater synergy between the clean transport sector and renewable energy sources, as the car batteries can store excess energy created by variable renewable sources such as wind and solar, then provide power to the grid or home when demand is high or energy production is low. This reduces curtailment, lowers the need for grid infrastructure investments and allows for higher renewable energy integration. In addition, V2H charging can act as an emergency power source during power outages and V2G can provide vehicle owners with extra income through arbitrage of time-variable energy prices. Problems to be solved Grid congestion Growing energy consumption Unsteady power generation from renewable sources Uneven peaks in energy usage