Frugal energy innovations for developing countries - a framework

Frugal innovations have recently emerged to feature low-cost technologies and busi-ness innovations to serve consumers in emerging markets and improve their qualityof life. Although the concept of frugality is well known, the present literature on frugalenergy innovations, or energy frugality, is scarce, which could lead to overlooking itstrue characteristics. Therefore, we propose a framework for defining energy frugalitybased on a detailed analysis of several low-cost sustainable energy technologies. Thefive-criteria assessment method developed will help to identify potential frugal energyinnovations and will increase the adoption of these technologies through bettermatching to local needs. Fuel-efficient biomass cooking stoves, small-scale photovol-taic systems, and pico-grids are examples of such frugal energy technologies.Peer reviewe

Aurinkosähköön pohjautuvien mikroverkkojärjestelmien luotettavuus- ja kestävyysanalyysejä kehittyvissä maissa

Massive over-consumption of natural resources has resulted in severe environmental and climate problems, which in turn threaten life supporting ecosystems. Moreover, despite some nations driving this over-consumption, millions of people in other parts of the world, still suffer from energy poverty: 2.7 billion people live without access to clean cooking facilities, and one billion without access to electricity mainly in the sub-Saharan Africa and the developing regions of Asia. The main motivation of this dissertation is to better understand the relevance of frugal energy innovations in providing affordable energy services to impoverished people in emerging economies in a sustainable manner.  The dissertation contains a novel five-criteria method for the identification of frugal energy innovations, which underlines local appropriateness, affordability, sustainability and technical durability. A frugal technology, a solar micro-grid system with locally manufactured pre-paid energy meters was investigated in rural Northern India through a set of field measurement trials. The micro-grids included an advanced pricing method that could potentially decrease system cost, which is of the utmost importance in low-income communities. However, the dynamic pricing function was not found beneficial in the field trial, because the impoverished customers minimized their power consumption, so demand response benefits could not be demonstrated. Therefore it is recommended to design technology and business models with an essential user-centered approach without overlooking the potential necessity of educating end-users in areas where people may have not had access to power grid services before. Moreover, the frugal electronic component quality requires attention.  A particular focus in this dissertation is on the reliability of solar micro-grid systems. In the field trial, power was measured to be available for the households 87% of the time. The number of days without blackouts was 200 out of 356 days measured. The reasons for a lack of reliability were related to a lack of solar energy in the winter season, component failures, and unexpected user activities such as power theft. This study also presents a new reliability assessment method for renewable off-grid power systems, based on an interview study with solar micro-grid operators in India. The method is descriptive, which has an advantage of better highlighting localized problems, such as long maintenance outages in remote regions or a lack of sufficient protective measures of some critical system units. The use of the framework may encourage reliability thinking and assist in designing more reliable power systems.Luonnonvarojen ylikulutus on johtanut vakaviin ympäristö- ja ilmasto-ongelmiin, jotka puolestaan uhkaavat elämää ylläpitäviä ekosysteemejä maapallolla. Samaan aikaan miljoonat ihmiset kärsivät energiaköyhyydestä: 2,7 miljardia ihmistä elää ilman puhtaita ruoanlaittovälineitä ja -tiloja ja miljardilla ihmisellä ei ole pääsyä sähköverkkojen palveluihin, lähinnä Saharan eteläpuolisessa Afrikassa ja Aasian kehittyvillä alueilla. Tämän väitöskirjan päätavoitteena oli ymmärtää niukkojen energiainnovaatioiden merkitystä tarjota kestäviä ja kohtuuhintaisia energiapalveluita köyhille väestöryhmille kehittyvillä markkinoilla.  Tämä väitöskirja sisältää uuden viiden kohdan määritelmän niukkojen energiainnovaatioiden tunnistamiseksi. Määritelmä korostaa teknologioiden paikallista sopivuutta, edullisuutta, kestävyyttä ja teknistä laatua. Tutkimuksen keskiössä oli aurinkosähköinen pieni mikroverkko Pohjois-Intian maaseudulla. Intiassa paikallisesti valmistettujen energiamittareiden avulla sähkön hinta muuttui dynaamisesti. Ratkaisu voisi pienentää järjestelmän kokonaiskustannuksia, mikä olisi keskeistä matalan tulotason yhteisöissä. Dynaamisen sähkön hinnoittelun hyödyllisyyttä ei kuitenkaan voitu tässä kokeessa osoittaa, sillä köyhdytetyt asiakkaat käyttivät sähköverkkojen energiaa vain hyvin pieniä määriä. Tällaisissa toimintaympäristöissä on ensiarvoista, että liiketoimintamallit ja teknologiat suunnitellaan käyttäjälähtöisesti. Joskus on syytä arvioida, olisiko uusien käyttäjien kouluttamiselle tarvetta, etenkin jos asiakkaat eivät aikaisemmin ole voineet käyttää sähköverkkojen palveluita. Lisäksi niukkojen elektronisten laitteiden laatuun on kiinnitettävä huomiota.  Väitöskirjassa keskityttiin erityisesti mikroverkkojärjestelmien luotettavuuteen. Tuotanto- ja kulutusmittausten avulla havaittiin, että mikroverkkojen tarjoama sähkö oli kotitalouksien saatavilla 87% ajasta. Kun mittauspäiviä oli 356, sähkökatkottomien päivien lukumäärä oli 200. Luotettavuuspuutteet liittyivät aurinkoenergian saatavuuteen, komponenttien rikkoontumiseen sekä käyttäjien ei-odotettuun toimintaan, kuten sähkön pihistämiseen. Lisäksi tässä työssä esitellään uusi arviointimenetelmä mikroverkkojen luotettavuudelle, joka pohjautuu Intian maaseudulla toimivien aurinkosähkömikroverkko-operaattoreiden haastattelututkimukseen. Arviointimenetelmä on kuvaileva, jolloin ongelmien paikallinen luonne voidaan huomioida paremmin. Pitkiä sähkökatkoja aiheuttivat esimerkiksi varaosien saatavuusongelmat, tai puute jonkin järjestelmän osan suojauksessa. Menetelmän käyttö voi kannustaa luotettavusajatteluun ja sen avulla voidaan suunnitella kestävämpiä sähköjärjestelmiä

Piiaurinkokennon oikosulkuvirran lämpötilariippuvuus

Aurinkokennoja käytetään monenlaisissa ilmanaloissa, aina jäätikköalueiden pakkasista tropiikin kuumuuteen. Kun vaihtelevan lämpötilan vaikutukset tunnetaan, voidaan valmistaa entistä tehokkaampia aurinkokennoja. Monet materiaalin fysikaaliset ominaisuudet kuten varausten liike sekä kyky absorboida valoa muuttuvat. Tässä diplomityössä tutkittiin lämpötilavaikutuksia virtaan. Tutkittiin oikosulkuvirtaa, joka syntyy valon osuessa aurinkokennon pinnalle, ja tutkimus rajattiin tavallisiin piiaurinkokennoihin. Kasvavalla lämpötilalla on pienehkö, oikosulkuvirtaa kasvattava vaikutus. Oikosulkuvirtaa simuloitiin työtä varten laaditulla tietokoneohjelmalla, jonka avulla pystyttiin tarkkailemaan eri materiaaliparametrien merkitystä virran muutokseen. Valon lähteenä käytettiin mustan kappaleen säteilyä, joka vastaa hyvin auringon säteilyn spektriä. Valitun säteilymallin sopivuutta arvioitiin myös lyhyesti. Havaittiin, että suurin merkitys virran muutokselle oli sillä, että puu absorptiokyky muuttuu lämpötilan vaikutuksesta. Kun lämpötila kasvaa, puolijohteen kielletty energiaväli pienenee, jolloin se pystyy absorboimaan myös pienempienergisiä fotoneita. Muiden tutkittujen tekijöiden merkitys oli verrattain vähäinen

Kahden kulttuurin nuorten aikuisten kokemuksia transnationaalisista perhesuhteista

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli kuvata kaksikulttuuristen nuorten aikuisten kokemuksia heidän transnationaalisista perhesuhteistaan. Tutkielman tavoitteena oli tuoda ilmi kokemuksia ja lisätä tietoa transnationaalisista perhesuhteista. Opinnäytetyön työelämäkumppanina toimi kaksikulttuuristen perheiden asiantuntijajärjestö Familia ry. Opinnäytetyön keskeisiä käsitteitä ovat transnationaalisuus, kulttuuri-identiteetti ja kieli, kaksikulttuurinen perhe sekä transnationaaliset perhesuhteet ja niiden merkitys. Opinnäytetyö toteutettiin laadullisena tutkimuksena. Aineisto kerättiin teemahaastatteluilla, joihin osallistui 5 haastateltavaa. Haastateltavat olivat 18–29-vuotiaita kahden kulttuurin omaavia nuoria aikuisia, jotka asuivat Suomessa ja joiden toinen vanhemmista oli suomalainen. Haastattelut toteutettiin yksilöhaastatteluina etäyhteydellä ja haastatteluiden kulkua ohjasi laatimamme teemahaastattelurunko. Aineisto analysoitiin soveltaen aineistolähtöistä sisällönanalyysia. Aineistomme perusteella transnationaaliset perhesuhteet ovat moninaisia ja ne koettiin tärkeinä. Perhesuhteiden toivottiin usein kuitenkin olevan syvempiä. Kielen osaaminen nousi tärkeäksi perhesuhteiden rakentamisessa ja ylläpidossa. Vierailut ulkomailla asuvien sukulaisten luokse koettiin tärkeänä perhesuhteiden kannalta ja vierailuja toivottiin lisää. Opinnäytetyön tuloksia voidaan hyödyntää järjestön toiminnan kehittämisessä. Tutkielma lisää ymmärrystä transnationaalisista perhesuhteista, joten tuloksia voidaan hyödyntää myös transnationaalisten perhesuhteiden tukemisessa

Locked in flat tariffs? An analysis of electricity retailers’ dynamic price offerings and attitudes to consumer engagement in demand response

Matching electricity supply and demand is crucial for deploying renewable energy sources. Tools such as dynamic and market-based pricing help engage energy end-users in this effort and enable demand response. Moving away from a predominant focus on the technical aspects of demand response, in this article, we explore dynamic pricing offerings in the light of energy democracy and retailers’ views on making electricity provision less inconspicuous. To this end, we examine the market offers of 59 Finnish electricity retailers, including their customer segmentation and understanding of the barriers to broader uptake of dynamic pricing. Our findings indicate that markets are in ferment; the electricity retailers are innovating and trialling new electricity products, but there are also significant concerns over vulnerable energy end-users. We also find evidence that a move towards more dynamic pricing is not a general trend. On the contrary, electricity retailers have diverse portfolios, and an increasing number ofthem promote products such as 'super-flat' tariffs, in which prices are detached from both the timing and volume of consumption. Dynamic pricing and transparency in energy balancing can contribute to increased energy literacy and energy democracy. However, current market offerings are not organised, and they are not developing in ways that would be conducive to the broad utilisation of these demand response tools among domestic end-users of electricity.Peer reviewe

MEASURING THE WILLINGNESS TO PURCHASE USING METHODS OF NEUROMARKETING

Methods of neuromarketing provide tools to analyses and understanding human behaviour in relation to markets and marketing exchanges. Understanding the neurobiology of the consumer behaviour may help corporations to succeed in the markets. The study describes how marketing assets in the retail store affect the customer’s degree of Willingness to Purchase (WTPu) in different phases of the consultative selling process measured by functional magnetic resonance imaging method. This publication has been written based on the thesis of Lauri Palokangas. This (2011) thesis, awarded at the national level, was the first neuromarketing study in the Neuroeconomics Lab at Laurea (http://neuroeconomics. laurea.fi). The financial support came from Nokia, Töölö Hospital at University of Helsinki and Laurea University of Applied Sciences. Neuromarketing is a new and growing discipline in academic and business contexts. Laurea University of Applied Sciences is the first University in Finland, in which students can learn and apply principles of Neuromarketing

Päälämmityslähteestä monilämmitykseen: suomalaisista pientaloista on tullut toisiaan täydentävien ja vuorottelevien energiajärjestelmien hybrideitä

The energy crisis that erupted made many households to review their heating techniques. Basing on an extensive energy survey data collected in 2022, only a few Finnish single-family dwellings rely on only a single heating source. The majority (89%) are multi-heaters, possessing at least two different heating solutions, between which they alternate. The most common multi-heating system is a combination of electric heating, wood heating and an air-source heat pump. Our results demonstrate that the energy transition is progressing in Finland, but also that the official heating method statistics, based on the concept of "primary heating source" gives an incomplete picture of the heating reality of Finnish small houses. According to our data, for example, only 2% of homes are heated with electricity alone. Electric heating is indeed used in up to 49% of homes, but the role of electric heating is unclear if several heating systems are installed. The figures look quite different from the official heating statistics that should be developed to reflect this versatility which would give a more realistic picture of Finns' energy use. The information can be used to formulate more effective policy measures and economic support schemes for those who really need them.  Vuonna 2021 alkanut energiakriisi on saanut monet kotitaloudet tarkastelemaan kotinsa lämmitystekniikoita ja -tapoja. Tutkimuksemme esittelee syksyllä 2022 kerättyä laajaa energiakyselyaineistoa, jonka perusteella vain harvat suomalaiset pientalo-omistajat luottavat yhteen lämmönlähteeseen. Suurin osa (89 %) on monilämmittäjiä, jotka hyödyntävät vähintään kahta energialaitetta tai polttoainetta kotinsa lämmittämiseen, niiden välillä vaihdellen ja vuorotellen. Yleisin monilämmitysjärjestelmä on sähkölämmityksen, puulämmityksen ja ilmalämpöpumpun yhdistelmä. Tuloksemme osoittavat, että energiamurros etenee Suomessa, mutta myös sen, että päälämmityslähde-käsitteeseen nojaava virallinen lämmitystapatilastointi antaa tällä hetkellä vääristyneen kuvan suomalaisten pientalojen lämmitystodellisuudesta. Aineistomme mukaan esimerkiksi pelkällä sähköllä lämpenee vain 2 prosenttia pientaloista. Sähkölämmitystä kyllä käytetään jopa 49 prosentissa pientaloista, mutta on epäselvää, mikä rooli sähkölämmityksellä näissä kodeissa tosiasiallisesti on. Luvut näyttävät hyvin erilaisilta virallisiin lämmitystapatilastoihin verrattuna. Lämmitystapatilastojen keruussa ja esittämisessä lienee syytä siirtyä kuvailemaan talon lämmitystapojen monipuolisuutta, mikä antaisi realistisemman kuvan suomalaisten energiankäytöstä ja lämmitystavoista. Tietoa voidaan käyttää muotoilemaan vaikuttavampia politiikkatoimenpiteitä ja sähkö- tai energiatukimuotoja niille, jotka tukia todella tarvitsevat

Implications of frugal innovations on sustainable development

VK: T20702Frugal innovations are often associated with sustainable development. These connections, however, are based on anecdotal assumptions rather than empirical evidence. This article evaluates the sustainability of four frugal innovations from water and energy sectors. For the purposes of the evaluation, a set of indicators was developed. Indicators are drawn from sustainable development goals by the United Nations and they encompass central dimensions of sustainability: Ecological, social and economic. In this article, frugal innovations are compared to solutions that are currently used in similar low-income contexts. Studied frugal innovations were found more sustainable in terms of energy production and water purification capacity than the existing solutions. In terms of social sustainability, larger differences between innovations were found. For example, business models of frugal energy solutions focus on capacity building and the inclusion of marginalized low-income people, whereas business models of water purification solutions focus on more traditional corporate social responsibility activities, such as marketing awareness campaigns and cooperation with non-governmental organizations. Three major sustainability challenges for frugal innovators were identified: (1) the proper integration of material efficiency into product or service systems; (2) the patient promotion of inclusive employment; and (3) the promotion of inclusive and sustainable local industrialization. The article concludes that despite indisputable similarities between frugality and sustainability, it is problematic to equate the two conceptually.Peer reviewe