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Schweizer Solargeschichten - Bürgerforschung trifft KI
Wer heute eine Solaranlage betreibt, ist mehr als nur Stromproduzent – er ist Teil eines stillen Umbaus unseres Energiesystems. Mit dem Citizen-Science-Projekt Schweizer Solargeschichten rückt ein Forschungsteam von der ETH Zürich genau diese Menschen ins Zentrum: die Pionierinnen und Pioniere der Schweizer Solarenergie.
„Diese privaten Solaranlagenbetreiber sind ein wichtiges, oft übersehenes Element der Energiewende“, so Benjamin Sawicki, der Initiant. „Wir möchten ihre Erfahrungen sichtbar machen – und gleichzeitig besser verstehen, warum andere noch zögern.“
Das Projekt ist Teil des Nationalen Forschungsschwerpunkts (NFS) „Zuverlässige Allgegenwärtige Automation“, einem Förderinstrument des Schweizerischen Nationalfonds (SNF). Es wird außerdem vom Citizen Science Center Zürich unterstützt – einer gemeinsamen Initiative von ETH Zürich, Universität Zürich und der Stiftung Mercator Schweiz.
Ein zentraler Umsetzungspartner ist das Wasser- und Elektrizitätswerk Walenstadt (WEW). Dank ihrer langjährigen Erfahrung in Energieforschungsprojekten (u.a. Quartierstrom, ReMap) konnte das Projekt direkt vor Ort mit der Bevölkerung starten.
Neuartig ist der Einsatz eines KI-gestützten Chatbots, der persönliche Gespräche mit Bürgerinnen und Bürgern führt. Der Chatbot stellt Fragen, reagiert auf Antworten und erlaubt tiefere Einblicke – ähnlich einem Interview, aber jederzeit zugänglich und kostengünstig.
„Damit kombinieren wir die Tiefe qualitativer Interviews mit der Skalierbarkeit klassischer Umfragen“, erklärt Sawicki. Der Zugang ist einfach: https://chatbot.solarpionier.ch
Gesucht sind nicht nur Erfolgsgeschichten von PV-Besitzerinnen und -Besitzern, sondern auch Perspektiven von Menschen, die (noch) keine Solaranlage haben. Warum? Obwohl Sonnenstrom heute die günstigste Form der Stromerzeugung ist, zögern viele – aus sozialen, emotionalen oder organisatorischen Gründen. Das Projekt möchte genau hier ansetzen und neue Erkenntnisse für Gesellschaft, Politik und Forschung liefern.
Die gesammelten Geschichten sollen nicht nur analysiert, sondern auch bei Veranstaltungen wie den Energy Data Hackdays in Aarau weiterverarbeitet und öffentlich präsentiert werden. Gemeinden können das Projekt im Rahmen der Tage der Sonne der Schweizerischen Vereinigung für Sonnenenergie (SSES) lokal einbinden – inklusive begleitender Materialien und Ansprechpartnern.

Mitmachen ist einfach: Besuchen Sie https://solarpionier.ch und teilen Sie Ihre Perspektive auf die Schweizer Energiewende.Fragen oder Interesse an einer lokalen Umsetzung? Kontaktieren Sie Benjamin Sawicki direkt: bsawicki@ethz.ch

Was ist die Idee hinter dem Projekt Schweizer Solargeschichten?
Wir haben tausende von Solaranlagen in der Schweiz, die seid Jahrzehnten funktionieren und von Privatpersonen betrieben werden. Diese Solarpioniere sind ein wichtiges Fundament für die Energiewende. Wir möchten einfach mehr über sie erfahren. 

Wie ist das Projekt entstanden – gab es ein Schlüsselerlebnis oder eine bestimmte Motivation?
Das Projekt so wie es heute läuft hat zwei Ursprünge. Einerseits gibt es den Nationalen Forschungsschwerpunkt Automation an der ETH Zürich, wo man erforscht wie moderne Algorithmen und Digitalisierung Stromnetze in Zukunft resistenter, transparenter und günstiger machen könnten. Hier haben wir schnell gemerkt, dass der Faktor Mensch zentral ist, wenn es an die Umsetzung und Anwendung der Forschungsergebnisse geht, den vieles passiert auch in unseren Gebäuden, unseren Arbeitsplätzen und dem Zuhause. Ein Umsetzungspartner für den Wissens- und Technologietransfer von Ergebnissen in die Gesellschaft ist das Wasser- und Elektrizitätswerk Walenstadt (WEW), das uns von Anfang an unterstützt hat, das möglichst viel Wissen frei zugänglich geteilt werden kann. Die Bevölkerung war durch Vorgängerprojekte wie Quartiertstrom und ReMap auch bereits offen für Forschungsfragen. Also wir wollten die Bevölkerung auf verschiedene Arten mit einbeziehen.
Auf der anderen Seite bietet die Technologie der „künstlichen Intelligenz“ (KI) ganz neue Möglichkeiten für Experimente. KI hat mich seit meiner Kindheit fasziniert, aber ich hab das immer von der Seitenlinie aus Betrachtet. Als ich im September einen Artikel im Science Journal mit dem Titel „Durably reducing conspiracy beliefs through dialogues with AI“ las, habe ich spontan unserer Co-Direktorin Professorin Gabriela Hug eine Chatnachricht mit dem Link zum Paper geschrieben mit der Frage, ob das nicht auch ein Thema für unser Projekt in Walenstadt wäre. Ihre Antwort kam prompt: „Hm, ja, spannende Idee. Shuo wäre daran sicher interessiert. Vielleicht kannst du ja mal mit ihm darüber sprechen„
Dr. Jia Mengshuo war leitender Wissenschafter im Power Systems Labor bei Professorin Gabriela Hug und arbeitete bereits mehrere Jahre an neuen Anwendungen mit KI. Er kannte den Fachartikel bereits und wir haben schnell eine Arbeitsmethodik gefunden. Gemeinsam haben wir Andreas Feik, ein ausgezeichneter Masterstudenten als Assistent im Labor zur Softwareentwicklung angestellt, und unser Team war perfekt.

Was genau macht dieses Projekt zu einem Citizen Science Projekt? Wie werden die Bürgerinnen und Bürger eingebunden?

Wir haben etwas experimentieren müssen. Das ursprüngliche Konzept hatte nicht funktioniert. Jetzt seid wir den Chatbot haben, können Bürger mehrfach mitwirken. Die einfachste Möglichkeit ist mit unserem Chatbot via „https://chatbot.solarpionier.ch“ einfach eine Unterhaltung zu führen. Das nächste wäre dann Bekannte oder Interessierte aus dem Umfeld durch so ein Gespräch zu führen und auch auf Fehler oder Verbesserungen hinzuweisen – wir bieten Energiestädten in der Schweiz an, den Chatbot vor Ort zu Energieevents aufzustellen und dafür suchen wir auch Menschen, die das begleiten könnten. Wir lernen nämlich nicht nur über die Solarenergie, sondern auch über das Verhältnis von Mensch und Maschine – ein uraltes Thema, aber es wird im Zeitalter von KI wieder neu verhandelt werden müssen. Am 11. und 12. September werden wir dann die Daten aus den Unterhaltungen an den Energy Data Hackdays nach Aarau bringen und dort können sich auch wieder Bürgerinnen und Bürger einbringen bei der Analyse und Auswertung.

Welche Art von Geschichten sucht ihr – sind es eher technische Berichte, persönliche Erfahrungen oder gesellschaftliche Perspektiven?
Ursprünglich hätten wir gerne Realkosten von Solaranlagen über den ganzen Lebenszyklus erhoben. Also was kostet eine Solaranlage von Planung bis Rückbau. Aber dafür hatten wir nicht genug Ressourcen.

Nun haben wir eine neue Fragestellung. Was sind die Hürden für Menschen, die heute noch keine Solaranlage haben, obwohl es die günstigste Elektrizitätsquelle ist, in eine zu investieren? Angelehnt an die Verhaltensökonomie bei der Menschen im Widerspruch zur Modell-Annahme des rationalen Nutzenmaximierers handeln. Also was hindert uns noch mehr Sonnenenergie zu nutzen? Das sind wahrscheinlich nicht technische Probleme, die wir Ingenieure lösen können, aber das finde ich spannend.

Und natürlich interessieren uns die Geschichten von Solaranlagenbesitzern. Grosse Solaranlagen werden 24-Stunden fernüberwacht, regelmässig überprüft, gegebenenfalls gereinigt – aber wie läuft das bei Privaten? Wer macht was? Wie sind sie zufrieden? Gibt es Dinge, die sie anders machen würden? Wie pflegen sie ihre Anlagen? Gibt es ein Monitoring- oder Überwachungssystem? Oder läuft es einfach im „Blindflug“? Gab es mal Störungen, Defekte oder grössere Schäden? Journalist: Ihr verwendet auch einen Chatbot zur Erhebung – wie funktioniert das genau und was verspricht ihr euch davon?

Der Chatbot ist quasi unser technischer Assistent. Wenn man Menschen in Fokusgruppen oder Einzelinterviews befragt, braucht man ein geeignetes Setting, viel Zeit zur Vorbereitung, Durchführung und Datenerfassung. Häufig macht man dann stattdessen einen Fragebogen, den kann man günstig replizieren und einfach so oft verschicken, bis man genug antworten hat um eine statistisch belastbare Aussage treffen zu können. Dabei ist es dann oft unmöglich nachzufragen, wie bestimmte Antworten gemeint sind, oder warum etwas so oder so eingeschätzt wird. Mit dem Chatbot haben wir nun etwas Neues: der Chatbot hat im Hintergrund einen Fragebogen, den er sozusagen abarbeitet, aber er kann auf die Antworten eingehen, nachfragen wie in einem Interview. Dabei sind die Kosten pro Befragung im Rappenbereich – also sehr günstig. Das könnte also eine neue Art von Forschungsmethode werden, die die Vorteile eines Interviews mit der Stichprobengrösse einer Umfrage verbindet. Natürlich gibt es auch Nachteile und Unbekanntes, das wir lernen und dann lösen müssen. 

Wer steht hinter dem Projekt? Ist es rein akademisch oder gibt es auch Partner aus Gesellschaft, Politik oder Energiebranche?
Wir sind ein akademisches Kernteam, aber es wäre ohne das Engagement von WEW und ihrem Verwaltungsratspräsidenten, Justus Bernold, unmöglich gewesen das Thema in der Praxis auszuprobieren. Die Finanzierung kommt von Citizen Science Zürich und dem Nationalen Forschungsschwerpunkt Automation. Citizen Science Zürich ist eine gemeinsame Initiative der ETH Zürich und der Universität Zürich und wird von der Stiftung Mercator Schweiz unterstützt. Die Nationalen Forschungsschwerpunkte sind ein Förderungsinstrument des Schweizerischen Nationalfonds.

Was sind bisher die spannendsten oder überraschendsten Einsendungen oder Erkenntnisse?
Es ist noch zu früh um über die Daten zu sprechen, aber was mir sehr viel Freude bereitet ist an Veranstaltungen von Gemeinden und Organisationen zu gehen, wo das Thema Solarenergie allgegenwärtig ist und mit so einem relativ simplen Chatbot kommt etwas Neues und man spürt sofort das Interesse und Begeisterung der Menschen für das Thema „künstliche Intelligenz“. Und dann wird ausprobiert, gefachsimpelt – sowohl über die Sonnenenergie als auch die Technik hinter unserem Werkzeug – und dann kommen schnell auch gleich neue Ideen, für was man alles so ein Umfrage-Werkzeug nutzen könnte.

Wie werden die gesammelten Geschichten weiterverwendet – gibt es eine Veröffentlichung, Ausstellung oder Einfluss auf die Forschung? Es gab eine erste interne Präsentation der Methodik, Technik und ersten Ergebnisse innerhalb der ETH Zürich, die bereit ein weiteres Projekt überzeugt hat auf diese KI-Technik zu setzen.

Nun sind im Frühling diverse Veranstaltungen bei Gemeinden geplant. Die Schweizerische Vereinigung für Sonnenenergie SSES bietet für Gemeinden unter dem Namen „Tage der Sonne“ ein kostenloses Rahmenprogramm zur Sonnenenergie, wo wir unser Citizen Science Projekt auch angliedern möchten. Über den Sommer fokussieren wir uns auf Events und die Datenerfassung.

Erst an den Energy Data Hackdays im September werden wir Richtung Analyse, Auswertung, Präsentation schauen. Diese Ergebnisse werden auch öffentlich präsentiert. Wenn wir viele, lange Antworten erhalten, wäre es möglich die Geschichten zum Training eines neuen Modells einer künstliche Intelligenz zu nutzen, das dann antworten würde, wie die Schweizer Bevölkerung, die an der Umfrage teilgenommen hat.

Auf die Forschung hat das Projekt in mehrerlei Hinsicht Einfluss, bereits jetzt. Der Mensch rückt auch in den technischen Ingenieurswissenschaften in den Fokus. Es braucht neue Methoden um den Menschen in den Modellen und Konzepten abzubilden, nachzuempfinden, zu simulieren und Lösungen zu entwickeln, die nicht nur akzeptiert werden, sondern gewünscht und ethisch vertretbar sind. Citizen Science als Methode könnte ein Weg sein dies zu erforschen. Wir brauchten mehrere Anläufe bis wir ein gutes Forschungskonzept erstellt hatten, weil es auch für unser Team Neuland war. Hier ist die Unterstützung von Citizen Science Zürich, SchweizForscht und der Austausch mit anderen Projekten sehr hilfreich und wichtig.

Solche Projekte erleichtern gegenseitig den Zugang zu Wissen. Die Gesellschaft hat Zugang zu Spitzenforschung, Forschende erhalten aussergewöhnliche Daten, gemeinsame Diskussionen fördern das gegenseitige Verständnis, im besten Fall entsteht eine Art Vertrauensverhältnis, auf dem neue Projekte entstehen können. 

Welche Rolle spielt das Projekt im Kontext der Energiewende in der Schweiz?
Gefühlt für mich eine Grosse.*lacht* Ich denke das Thema ist wirklich wichtig. Weil unsere Elektrizitätsversorgung auch auf hunderttausende Solaranlagen von Privatpersonen angewiesen ist, wollen wir diese optimal betreiben. Wer eine Solaranlage besitzt ist auch Kraftwerksbetreiber. Und ich würde mir wünschen wir hätten noch mehr Menschen, die ihr Gebäude als eine aktive Komponente im Energiesystem sehen, die man optimieren kann – von der Heizung, Isolation, Mobilitätsschnittstelle zu Elektroautos oder Velos, und auch als Kraftwerk.

Wenn jemand jetzt mitmachen möchte – wie funktioniert das und wo kann man starten?
Ganz einfach mit Handy oder Computer auf https://chatbot.solarpionier.ch gehen und beginnen mit dem Chatbot zu schreiben. Wer auch Teilnehmer an einer Veranstaltung sein möchte oder weitere Informationen möchte, darf sich auch gerne direkt bei mir per E-Mail melden bsawicki@ethz.ch