Contributions to web-based simulation software for sustainable energy systems
Creators: name: Hart, Maria Christina Gudrun
Publisher: name: Hannover : Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover
Year: 2024
Subjects: subject: Nascent Design Theory
subject: Simulation Software
subject: Decision Support System
subject: Design Science Research
subject: Renewable Energy Systems
subject: Developing Countries
subject: Designtheorie
subject: Simulationssoftware
subject: Entscheidungsunterstützungssystem
subject: Erneuerbare Energiesysteme
subject: Entwicklungsländer
subject: Dewey Decimal Classification::000 | Allgemeines, Wissenschaft

description: Motiviert durch den Bedarf an praxisorientierten Studien für die Energiewende befasst sich diese Dissertation in zehn Artikeln mit der Entwicklung, Evaluierung, Validieren, Anwendung und Abstraktion des multidimensionalen Entscheidungsunterstützungssystems NESSI. NESSI ist eine frei zugängliche, webbasierte Software zur Simulation von nachhaltigen Energiesystemen für Gebäude und Nachbarschaften. Mithilfe eines adaptierten Design Science Forschungsansatzes, wird NESSI in dieser Dissertation in fünf aufeinander folgenden Designzyklen speziell für Akteure in Entwicklungsländern weiterentwickelt. Für jeden Designzyklus wurden Anforderungen durch systematische Marktrecherchen, Literaturanalysen, Anwendertests und Experten- und Expertinneninterviews abgeleitet. Nach umfangreichen iterativen Programmierarbeiten wird jeder Designzyklus demonstriert, evaluiert und validiert, indem die Software in verschiedenen Kontexten in Entwicklungsländern eingesetzt wird. Weitere Methoden zur Verbesserung von NESSI waren Feedback von Gutachtern sowie Präsentationen auf nationalen und internationalen Veranstaltungen. Zur weiteren Demonstration von NESSI werden in zwei Artikeln umfangreiche Fallstudien in Thailand und Kolumbien beschrieben. Durch diese Entwicklungsarbeiten entstand ein zusätzlicher Artikel in Kooperation mit einem internationalen, interkontinentalen Projektteam, in dem die Weiterentwicklung des in NESSI integrierten Lastprofilgenerator RAMP dargelegt wird. In einem weiteren Artikel wird die Funktionsweise von NESSI vorgestellt, um dessen Vertrauenswürdigkeit und Transparenz zu fördern sowie globale Anwendungsmöglichkeiten zu verdeutlichen. Der letzte Artikel befasst sich mit entstehender Designtheorie. Ausgehend von NESSIs Entwicklungsprozess, werden sieben fundierte Designprinzipien für Entscheidungsunterstützungssystemen zur Unterstützung der gesellschaftlichen Nachhaltigkeitstransformation formuliert. Während des gesamten Entwicklungsprozesses hat sich gezeigt, dass das Entscheidungsunterstützungssystem NESSI die Energiewende bottom-up unterstützt, Stakeholder informiert und Menschen befähigt. Es werden jedoch auch einige Limitationen des Tools aufgrund von Simplifikationen aufgezeigt. Darüber hinaus werden die Herausforderungen bei der Entwicklung der Software erläutert, insbesondere in Bezug auf die Definition der Stakeholder, Forschung aus der Ferne, die Komplexität und Vertrauenswürdigkeit des Tools sowie die Bedeutung von Stakeholder-Netzwerken. Akteure und Forschende werden eingeladen, NESSI weiter zu verbessern, den Ansatz zu hinterfragen und gemeinsam ein verfeinertes Modell zu entwickeln, um die Energiewende bottom-up zu fördern und die Entwicklung gesellschaftlicher Nachhaltigkeit zu unterstützen.
description: Motivated by the calls for more solution-oriented studies that contribute to the energy transition, this dissertation comprises of ten articles describing the development, evaluation, validation, application, and abstraction of the multi-criteria decision support system NESSI. NESSI is an openaccess, web-based software simulating energy systems for buildings and neighborhoods. Using an adapted design science research approach, NESSI is further developed in five consecutive design cycles specifically for actors in developing countries. For each design cycle, requirements were derived through systematic market research, literature analyses, user tests, and expert interviews. After extensive iterative programming works, each design cycle is demonstrated, evaluated, and validated by applying the software to suitable contexts in developing countries. Further methods to improve and validate NESSI included reviewer feedback as well as presentations at national and international events. Two articles describe extensive case studies situated in Thailand and Colombia to further demonstrate NESSI. This work led to a joint article, co-authored with an international project team, which presents the load profile generator RAMP and its integration into NESSI. Moreover, the functionality of the tool is introduced in a separate article to serve as a manual, to support transparency, trust, and credibility as well as to highlight the tool’s global applicability. In the last article, nascent design theory is derived by formulating seven grounded design principles with multiple design features for the wider application of bottom-up societal sustainability transformation. Throughout this development process, it was proven that the decision support system NESSI supports bottom-up energy transition, educates stakeholders, and empowers people. Nevertheless, several limitations regarding the tool’s restrictiveness are highlighted. Challenges during software development are elaborated on, especially in terms of the stakeholder definition, the remote research approach, the tool’s complexity and credibility as well as importance of stakeholder networks. Stakeholders and researchers are invited to further improve NESSI, challenge the