Orestis Terzidis

AN ADVANCED METERING INFRASTRUCTURE FOR FUTURE ENERGY NETWORKS

We are moving towards a highly distributed service-oriented energy infrastructure where providers and consumers heavily interact with interchangeable roles. Smart meters empower an advanced metering infrastructure which is able to react almost in real time, provide fine-grained energy production or consumption info and adapt its behavior proactively. We focus on the infrastructure itself, the role and architecture of smart meters as well as the security and business implications. Finally we discuss on research directions that need to be followed in order to effectively support the energy networks on the future

Emergence in physics

In this paper we intend to examine whether there are examples for emergence to be found in physics. The answer depends on the concept of emergence one invokes. We distinguish two such concepts, those of Broad and Kim. We will argue that it is unlikely that there will be examples with respect to the former because it runs counter to an explanatory strategy that is both well entrenched in physical practice and to a certain degree flexible. On the other hand we will argue that all those physical systems that provide an example for supervenience are at the same time examples for emergence - at least if one defines emergence the way Kim does.

The Internet of Services and USDL

A prominent research focus, especially in the context of EU public funding, has been the systematic use of the Internet for new ways of value creation in the services sector. This idea of service networks in the Internet, frequently dubbed the Internet of Services orWeb service ecosystems, wants to make services tradable in digital media. In order to enable communication and trade between providers and consumers of services, the Internet of Services requires a standard that creates a “commercial envelope” around a service. This is where the Unified Service Description Language (USDL) comes into play as a normative and balanced unification of service information. The unified description established by USDL is machineprocessable, considers technical and business aspects of a service as well as functional and non-functional attributes.

Texo: Wie Theseus das Internet der Dienste Gestaltet — Perspektiven der Verwertung

Das Internet hat in den letzten zwei Jahrzehnten eine Reihe radikaler Aderungen in Gesellschaft und Wirtschaft mit sich gebracht. Die erste Welle bezog sich auf den Umgang mit wissenschaftlichen Publikationen und Daten. Das World Wide Web revolutionierte die Art, wie Dokumente und Informationen dargestellt und ausgetauscht wurden. In einer folgenden Welle entstanden einfache kommerzielle Systeme. In den Web Shops und Verkaufsplattformen wurden Kommoditaten wie Bucher, Musik CDs oder gebrauchte Gegenstande gehandelt. Auch erste Ansatze fur geschaftliche Prozesse zwischen Unternehmen — beispielsweise in der Beschaffung — wurden realisiert.

Stability, Emergence and Part-Whole Reduction

Often we can describe the macroscopic behaviour of systems without knowing much about the nature of the constituents of the systems let alone the states the constituents are in. Thus, we can describe the behaviour of real or ideal gases without knowing the exact velocities or places of the constituents. It suffices to know certain macroscopic quantities in order to determine other macroscopic quantities. Furthermore, the macroscopic regularities are often quite simple. Macroscopic quantities are often determined by only a few other macroscopic quantities.

Critical Success Factors for the strategic management of radical technological innovation

On a long-term basis it is essential for technology driven companies to create and employ radical technological innovations to stay competitive. This is an important yet complex and difficult undertaking. Previous studies lack a comprehensive investigation of the decisive factors that determine success and failure of such innovations. As their realization is risky, costly, and time consuming, a deep analysis of the Critical Success Factors for the strategic management of radical technological innovations is sensible. Drawing on the data of 23 secondary case studies, we derived a comprehensive set of 25 parameters that influence the context on the one hand, and the process of technology commercialization on the other. However, the results are not totally generalizable due to the sample of the analyzed cases. Further research for testing the Critical Success Factors in real life environment is needed.

Elastic response of [111]-tunnelling impurities

We study the dynamic response of a [111] quantum impurity, such as lithium or cyanide in alkali halides, with respect to an external field coupling to the elastic quadrupole moment. Because of the particular level structure of a eight-state system on a cubic site, the elastic response function shows a biexponential relaxation feature and a van Vleck type contribution with a resonance frequency that is twice the tunnel frequency Δ/. This basically differs from the dielectric response that does not show relaxation. Moreover, we show that the elastic response of a [111]-impurity cannot be reduced to that of a two-level system. In the experimental part, we report on recent sound velocity and internal friction measurements on KCl doped with cyanide at various concentrations. At low doping (45 ppm) we find the dynamics of a single [111]-impurity, whereas at higher concentrations (4700 ppm) the elastic response indicates rather strongly correlated defects. Our theoretical model provides a good description of the temperature dependence of δv/v and Q-1 at low doping, in particular the relaxation peaks, the absolute values of the amplitude and the resonant contributions. From our fits we obtain the value of the elastic deformation potential γt = 0.192 eV.

The dissipative dynamics of a pair of paraelectric tunnelling impurities

Paraelectric impurities contribute significantly to the low-temperature properties of alkali halide crystals. Even at very low density the dipolar interaction of adjacent defect ions may lead to deviations from the behaviour expected for isolated impurities; in a certain range of concentration it is sufficient to consider pairs of coupled defects. Applying a projection operator method, previous work on this pair model is extended to the case of finite asymmetry and weak coupling to acoustic phonons. After performing the ensemble averaging, the specific heat and the zero-frequency susceptibility are calculated and compared with experimental data on KCl:Li and KCl:CN. The isotope effect on the Rabi frequency and relaxation rate is discussed.

Internet der Energie

Seit dem Erscheinen des von Appelrath und Chamoni herausgegebenen Schwerpunktthemas „IT in der Energiewirtschaft“ (WI 49) der Zeitschrift WIRTSCHAFTSINFORMATIK im Herbst 2007 hat eine dynamische Entwicklung in dem Feld stattgefunden. Getrieben durch die fortschreitenden Folgen der Liberalisierung und den forcierten Ausbau der erneuerbaren Energien entstand eine nachhaltige Marktdynamik, die die Transformation der Branche weiter vorangebracht hat. Parallel hierzu fand mit dem seit 2008 laufenden Forschungsprogramm E-Energy der Bundesregierung und den in diesem Rahmen angestrengten Projekten der sechs Modellregionen eine systematische explorative und empirische Forschung statt, bei der verschiedene Konzepte entwickelt und in ausgedehnten Feldversuchen erprobt wurden. Auch die Forschung im Bereich der Infrastrukturen und Prozesse für die Elektromobilität spielte eine wichtige Rolle in der Forschungslandschaft der letzten Jahre. Die größte Dynamik kommt aber wohl aus der politischen Entwicklung der letzten Monate. Die Bundesregierung legte im Herbst 2010 ihr Energiekonzept vor, bei dem der Ausbau erneuerbarer Energien zu einer zentralen Rolle des Energiesystems dargestellt , aber auch die Nutzung der Kernenergie als „Brückentechnologie“ für die kommenden beiden Jahrzehnte festgeschrieben wurde. Mit der Reaktorkatastrophe in Fukushima wurde die Situation neu bewertet und in der Folge mit der Novellierung des Atomgesetzes (AtG) der beschleunigte Ausstieg aus der Kernenergie beschlossen. Der Bundestag verabschiedete das Gesetz am 30. Juni 2011 mit großer Mehrheit und entschied so eine Diskussion, die in Deutschland über drei Jahrzehnte zum festen Bestandteil der politischen Debatte geworden war. Mit der flankierenden Novellierung des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) wurden am 28. Juli 2011 die Weichen für die Neugestaltung des Energiesystems gestellt. Diese Transformation des Energiesystems umfasst eine ganze Reihe von Faktoren und Parametern. Die Erzeugung, der Transport, die Speicherung und der Verbrauch von Energie lassen sich auf der Seite der Primärtechnologien unterscheiden. Im System liegen dabei ganz verschiedene Größenordnungen vor – von Gigawatt bei Großkraftwerken, großen Übertragungsnetzen und Großverbrauchern (wie z. B. Aluminiumwerken) über Megawatt von Kraftwerken für Städte und Industrieanlagen bis hinunter zur Kilowatt auf der Ebene der Verteilnetze, häuslichen Kraft-Wärme-Kopplungsund Photovoltaikanlagen besteht ein breites Spektrum von Geräten und Infrastrukturen. Zur technischen Steuerung vieler dieser Systeme werden seit langem Informationsund Kommunikationstechnologien eingesetzt, zur Steuerung der Anlagen, zur Überwachung des technischen Betriebs und zum automatisierten oder manuellen Eingriff bei Ausnahmesituationen. Neben dieser technischen Steuerung gibt es auch eine ganze Reihe von Informationssystemen, mit deren Hilfe man die betriebswirtschaftlichen Prozesse abbildet. Dies geschieht für die Bilanzierung und Wartung bestehender Anlagen und Infrastrukturen ebenso wie für die Abrechnungsvorgänge der Dienstleistungen, die von den Versorgungsunternehmen erbracht werden. Mit dem Wandel des Energiesystems muss nun auch durchdacht werden, wie die IKT in Zukunft gestaltet werden kann, um den geänderten Anforderungen gerecht zu werden. Für die offene Systemintegration der Energielandschaft von morgen muss also eine angemessene IKT Infrastruktur geschaffen werden. Diese wurde auch als „Internet der Energie“ bezeichnet. Die Metapher besagt hierbei im Wesentlichen: So wie das Internet alle Computer über einen Satz offener Standards und Protokolle miteinander kommunizieren lässt, so sollten alle Komponenten des zukünftigen Energiesystems (Erzeuger, Netze, Speicher und Verbraucher) auf der Grundlage standardisierter offener Architekturen untereinander verbunden werden können. Andere verwandte Schlagworte sind „Smart Grid“ oder das „Intelligente Netz“. Tatsächlich enthält die erwähnte Novelle des Energiewirtschaftsgesetzes vom Sommer 2011 eine ganze Reihe von Aspekten, die direkt mit diesem Thema zu tun haben.

Dynamics of a coupled pair of two-level tunnelling systems

An exact solution for the dynamics of a coupled pair of symmetric two-level-systems is given by calculating the resolvent of the Liouvillian and the statistical operator of the problem. At low temperatures interference effects between the two systems turn out to be of major importance. Depending on the value and the sign of the interaction parameter the susceptibility of the pair increases or decreases compared to the situation of isolated systems. For high temperatures the interference contributions disappear.