Dataekosysteemit ja data-avaruudet – Maatilojen energian käytön ja tuottamisen optimointi DAME-hankkeen pilotissa

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli toteuttaa toimeksiantajalle DAME-hankkeen maatalouteen liittyvään data-avaruuskokeiluun koodikomponentteja pörssisähkön hintaennusteiden hakemiseen, käsittelyyn ja Context Brokerille kontekstitiedon vientiin. Komponentit toteutettiin omassa virtuaaliympäristössä, josta ne yhdistetään myöhemmin yhteiseen kehitysympäristöön. Tavoitteena oli kehittää energiantuotannon ja -käytön optimointia maatilaympäristössä sekä kehittää dataperusteista järjestelmää tämän tueksi. Dataperusteisen järjestelmän avulla pyrittiin vähentämään energian käyttöön liittyviä kustannuksia maatiloilla.

Opinnäytetyön teoriaosuudessa käsitellään dataekosysteemien perusteita, kasvanutta datan merkitystä organisaatioille sekä dataekosysteemien yleisimpiä käyttötapauksia. Teoriaosuudessa käsitellään myös data-avaruuksia, niiden perusteita, kehitysvaiheita sekä kansallisia ja kansainvälisiä data-avaruustoimijoita. Tarkemmin näistä toimijoista kuvataan FIWARE:a, koska heidän kehittämäänsä teknologiaa hyödynnetään opinnäytetyön käytännön toteutuksessa.

Käytännön osuudessa tuodaan esille toimeksiantaja sekä kuvataan tarkemmin hankkeeseen liittyvää maatalouden kokeilua, koska toteutettavat koodikomponentit liittyvät tähän pilottiin. Toteutuksessa käytettiin ohjelmointikielenä Pythonia sekä FIWARE:n tarjoamia komponentteja. Toteutuksessa käytetyt tekniikat, kuten asennukset, kontin pystytys, tarvittavat kirjastot sekä koodi, kuvataan myös tässä osuudessa. Käytännön toteutuksen aikana toteutettiin toimeksiantajalle koodikomponentit pörssisähkön hintaennusteiden hakemiseen, käsittelyyn ja Context Brokerille kontekstitiedon vientiin.

Opinnäytetyön johtopäätökset esitellään viimeisessä luvussa ja niistä voidaan todeta, että datan merkitys ja dataekosysteemien sekä data-avaruuksien rooli on kasvanut liiketoiminnassa ja niihin liittyy useita eri käyttötapauksia, vaiheita sekä toimijoita. Toimeksiantajan toteuttama maatalouden kokeilu edistää maatilojen energian käytön ja tuottamisen optimointia sekä kustannusten hillintää. Jatkokehitysehdotukset ja askeleet on kuvattu tarkemmin päätännössä.

The aim of the thesis was to develop code components for the commissioner as part of the DAME project’s agricultural data space pilot, focusing on retrieving and processing electricity market price forecasts and transferring contextual information to the Context Broker. The components were developed in a separate virtual environment and will later be integrated into a shared development environment. The goal was to improve the optimization of energy production and consumption in a farm setting and to develop a data-driven system to support this effort. The data-driven system aims to reduce energy-related costs on farms. The theoretical part of the thesis discusses the basics of data ecosystems, the growing importance of data for organizations, and the most common use cases for data ecosystems. It also covers the concept of data spaces, their basics, stages of development, and national and international data space actors. FIWARE is described in more detail, as its technology was used in the practical implementation of the thesis. The practical part introduces the commissioner and provides a more detailed description of the agricultural pilot associated with the project, as the implemented code components are related to this pilot. Python was used as the programming language, along with components provided by FIWARE. The techniques used in the implementation, such as installations, container setup, required libraries, and code are also described in this section. During the practical implementation, code components were created for the commissioner to retrieve and process electricity market price forecasts and to transfer contextual data to the Context Broker. The final chapter presents the conclusions of the thesis, which show that the importance of data, as well as the role of data ecosystems and data spaces, has grown in business. They involve various use cases, stages, and actors. The agricultural pilot carried out by the commissioner improves the optimization of energy use and production on farms, as well as cost control. Suggestions for further development and the next steps are described in more detail in the conclusion.