Research on interventions aimed to promote energy savings has shown support for direct feedback using in-home displays (IHDs) to reduce energy consumption. These displays are electronic devices that provide real-time energy information and are emerging as an effective tool to communicate with people about their energy consumption. How feedback is presented to people and how they understand the meaning of such feedback largely depends on the design of the display, yet there are relatively few studies that investigate the way in which the display can best be designed to present energy information and motivate energy-saving behaviour. Further, even though there is a wide range of variations in the visual presentation of feedback, there is a lack of focus on the process of optimising the IHD design. This thesis aims to address the need for designing IHDs at the display component level, by examining three types of display design (numerical displays, analogue displays using speedometer dials, and ambient displays using emotional faces) in both laboratory-based computer-simulated experiments and field-based experiments: participants’ abilities to detect changes in energy information shown on the computer-simulated displays were measured by means of accuracy rate and response time, and their subjective preferences for display types were assessed against experimental data; live energy data were displayed using the three design types in a student residence at the University of Bath to see how they would influence energy-use behaviour. Results from the laboratory experiments demonstrated that both accuracy rate and response time for seeing changes in the information displayed were strongly associated with the type of display design. Participants preferred numerical display and were better at detecting changes in information with this display than with the other two. Conversely, the student residence experiments showed that when participants’ attention was divided in a household setting, there was no difference in energy consumption among experimental groups who received information from any of the three display types. However, these experimental groups used significantly less energy compared with control groups, who had no displays installed. It was concluded that 1) the mere presence of a display device could influence people’s behaviour, regardless of the type of display design, people’s preferences or the level of user engagement with the display, although there was a strong indication that the ambient design worked better than the other two designs at an arbitrary statistical significance level of 0.95, and 2) subjective preferences and computer-simulated studies are poor guides to the actual performance of IHDs in real-world settings. This work helps establish how IHDs can be designed and the influence that they may have on people’s energy-consumption behaviour. It also contributes to the literature of exploring people’s perceptibility of energy information. The method used is replicable and can be applied in similar studies on energy display design. Lastly, the improved understanding gained through this work will facilitate the development of effective smart meter display technology that may help people adopt conscious energy behaviour in the long term.

O consumo de energia total residencial mundial aumentou 23% na última década e deverá aumentar mais 48% até 2040. Uma estratégia para a economia de energia é a mudança do comportamento dos usuários por meio da apresentação do feedback do consumo. O feedback pode ser apresentado em dispositivos visuais que são aparelhos eletrônicos que medem o consumo de eletricidade das casas e repassam esta informação aos usuários com a intenção de reduzi-lo. Pesquisas anteriores mostram que prover feedback com uso destes dispositivos pode gerar uma redução de 5 a 20% do consumo. No entanto, existem poucas pesquisas sobre o design de tais dispositivos que abordem a preferência e o entendimento do conteúdo (dados que podem ser apresentados no dispositivo) e do modo de apresentação (formato de apresentação do conteúdo). Estudos sugerem que as decisões de design variam conforme o tipo de usuário (crianças, adultos e idosos) e o contexto cultural no qual o dispositivo está inserido. Este trabalho explora os tipos de informações (ex.: consumo instantâneo, consumo por aparelho, etc.) e o formato da informação (numérico, analógico e ambiental) de um dispositivo visual mais adequado ao contexto brasileiro, considerando o tipo de usuário. Com base nos resultados de 7 grupos focados realizados com 50 participantes (20 crianças, 20 adultos e 10 idosos), foram desenvolvidos diretrizes e modelos conceituais para cada tipo de usuário Todos os participantes consideraram o consumo instantâneo importante. Entretanto, para idosos não é necessário apresentar esta informação visto que eles não gostariam de interagir com o dispositivo mais de uma vez ao dia, ao contrário dos adultos e crianças. Para aumentar o conhecimento do uso de energia dos usuários e encorajar a mudança de comportamento, também deve ser apresentada as informações de consumo cumulativo, consumo por aparelhos e dicas. Adultos e idosos preferem comparação histórica ao contrário das crianças que preferem informações que gerem a competição, como a comparação normativa. As informações sobre a preferência e o entendimento são importantes para o desenvolvimento de interfaces de dispositivos visuais que atendam aos requisitos dos usuários. Além disso, como os dispositivos visuais ainda não estão amplamente inseridos no Brasil, este trabalho pode contribuir para que o seu design proporcione o aumento da redução do consumo de energia. / The residential energy consumption in the world has increased by 23% in the past decade and is expected to rise 48% until 2040. One strategy to save energy is to change user behavior by presenting feedback on energy consumption. The feedback can be presented in electronic in-home displays which measure the household energy consumption and pass this information to users with the intention of reducing consumption. Previous research has shown that providing feedback can lead to reductions of 5 to 20%. However, there is still limited research on the design of such devices. The design of visual devices involves decisions regarding the preference and understanding of information types (data that can be displayed in a device) and information formats (ways to present different information types). Studies suggest that design decisions vary according to the type of user (children, adults and elderly) and the cultural context in which the device is inserted. This work explores the information formats (e.g. real-time consumption, consumption of each appliance, etc.) and the information formats (numerical, analogue and ambient) of an in-home display suited to the Brazilian context, considering the type of user Based on the results of 7 focus groups totaling 50 participants (20 children, 20 adults and 10 elderly), guidelines and prototypes were developed for each type of user. All participants considered real-time consumption important. However, it is not necessary to present this information for the elderly since they would not want to interact with the display more than once a day, unlike adults and children. Cumulative consumption, disaggregation by appliance and tips should also be presented for all type of users to increase awareness of energy usage and encourage behavior change. Adults and the elderly prefer historical comparison on contrary to children who prefer information that generates competition, such as normative comparison. Information about user preference and understanding is important for the development of in-home displays interfaces that meet user requirements. In addition, since in-home displays are not yet extensively adopted in Brazil, this work can contribute to the design of such displays that to further reduce the energy consumption.

O consumo de energia total residencial mundial aumentou 23% na última década e deverá aumentar mais 48% até 2040. Uma estratégia para a economia de energia é a mudança do comportamento dos usuários por meio da apresentação do feedback do consumo. O feedback pode ser apresentado em dispositivos visuais que são aparelhos eletrônicos que medem o consumo de eletricidade das casas e repassam esta informação aos usuários com a intenção de reduzi-lo. Pesquisas anteriores mostram que prover feedback com uso destes dispositivos pode gerar uma redução de 5 a 20% do consumo. No entanto, existem poucas pesquisas sobre o design de tais dispositivos que abordem a preferência e o entendimento do conteúdo (dados que podem ser apresentados no dispositivo) e do modo de apresentação (formato de apresentação do conteúdo). Estudos sugerem que as decisões de design variam conforme o tipo de usuário (crianças, adultos e idosos) e o contexto cultural no qual o dispositivo está inserido. Este trabalho explora os tipos de informações (ex.: consumo instantâneo, consumo por aparelho, etc.) e o formato da informação (numérico, analógico e ambiental) de um dispositivo visual mais adequado ao contexto brasileiro, considerando o tipo de usuário. Com base nos resultados de 7 grupos focados realizados com 50 participantes (20 crianças, 20 adultos e 10 idosos), foram desenvolvidos diretrizes e modelos conceituais para cada tipo de usuário Todos os participantes consideraram o consumo instantâneo importante. Entretanto, para idosos não é necessário apresentar esta informação visto que eles não gostariam de interagir com o dispositivo mais de uma vez ao dia, ao contrário dos adultos e crianças. Para aumentar o conhecimento do uso de energia dos usuários e encorajar a mudança de comportamento, também deve ser apresentada as informações de consumo cumulativo, consumo por aparelhos e dicas. Adultos e idosos preferem comparação histórica ao contrário das crianças que preferem informações que gerem a competição, como a comparação normativa. As informações sobre a preferência e o entendimento são importantes para o desenvolvimento de interfaces de dispositivos visuais que atendam aos requisitos dos usuários. Além disso, como os dispositivos visuais ainda não estão amplamente inseridos no Brasil, este trabalho pode contribuir para que o seu design proporcione o aumento da redução do consumo de energia. / The residential energy consumption in the world has increased by 23% in the past decade and is expected to rise 48% until 2040. One strategy to save energy is to change user behavior by presenting feedback on energy consumption. The feedback can be presented in electronic in-home displays which measure the household energy consumption and pass this information to users with the intention of reducing consumption. Previous research has shown that providing feedback can lead to reductions of 5 to 20%. However, there is still limited research on the design of such devices. The design of visual devices involves decisions regarding the preference and understanding of information types (data that can be displayed in a device) and information formats (ways to present different information types). Studies suggest that design decisions vary according to the type of user (children, adults and elderly) and the cultural context in which the device is inserted. This work explores the information formats (e.g. real-time consumption, consumption of each appliance, etc.) and the information formats (numerical, analogue and ambient) of an in-home display suited to the Brazilian context, considering the type of user Based on the results of 7 focus groups totaling 50 participants (20 children, 20 adults and 10 elderly), guidelines and prototypes were developed for each type of user. All participants considered real-time consumption important. However, it is not necessary to present this information for the elderly since they would not want to interact with the display more than once a day, unlike adults and children. Cumulative consumption, disaggregation by appliance and tips should also be presented for all type of users to increase awareness of energy usage and encourage behavior change. Adults and the elderly prefer historical comparison on contrary to children who prefer information that generates competition, such as normative comparison. Information about user preference and understanding is important for the development of in-home displays interfaces that meet user requirements. In addition, since in-home displays are not yet extensively adopted in Brazil, this work can contribute to the design of such displays that to further reduce the energy consumption.

O consumo de energia total residencial mundial aumentou 23% na última década e deverá aumentar mais 48% até 2040. Uma estratégia para a economia de energia é a mudança do comportamento dos usuários por meio da apresentação do feedback do consumo. O feedback pode ser apresentado em dispositivos visuais que são aparelhos eletrônicos que medem o consumo de eletricidade das casas e repassam esta informação aos usuários com a intenção de reduzi-lo. Pesquisas anteriores mostram que prover feedback com uso destes dispositivos pode gerar uma redução de 5 a 20% do consumo. No entanto, existem poucas pesquisas sobre o design de tais dispositivos que abordem a preferência e o entendimento do conteúdo (dados que podem ser apresentados no dispositivo) e do modo de apresentação (formato de apresentação do conteúdo). Estudos sugerem que as decisões de design variam conforme o tipo de usuário (crianças, adultos e idosos) e o contexto cultural no qual o dispositivo está inserido. Este trabalho explora os tipos de informações (ex.: consumo instantâneo, consumo por aparelho, etc.) e o formato da informação (numérico, analógico e ambiental) de um dispositivo visual mais adequado ao contexto brasileiro, considerando o tipo de usuário. Com base nos resultados de 7 grupos focados realizados com 50 participantes (20 crianças, 20 adultos e 10 idosos), foram desenvolvidos diretrizes e modelos conceituais para cada tipo de usuário Todos os participantes consideraram o consumo instantâneo importante. Entretanto, para idosos não é necessário apresentar esta informação visto que eles não gostariam de interagir com o dispositivo mais de uma vez ao dia, ao contrário dos adultos e crianças. Para aumentar o conhecimento do uso de energia dos usuários e encorajar a mudança de comportamento, também deve ser apresentada as informações de consumo cumulativo, consumo por aparelhos e dicas. Adultos e idosos preferem comparação histórica ao contrário das crianças que preferem informações que gerem a competição, como a comparação normativa. As informações sobre a preferência e o entendimento são importantes para o desenvolvimento de interfaces de dispositivos visuais que atendam aos requisitos dos usuários. Além disso, como os dispositivos visuais ainda não estão amplamente inseridos no Brasil, este trabalho pode contribuir para que o seu design proporcione o aumento da redução do consumo de energia. / The residential energy consumption in the world has increased by 23% in the past decade and is expected to rise 48% until 2040. One strategy to save energy is to change user behavior by presenting feedback on energy consumption. The feedback can be presented in electronic in-home displays which measure the household energy consumption and pass this information to users with the intention of reducing consumption. Previous research has shown that providing feedback can lead to reductions of 5 to 20%. However, there is still limited research on the design of such devices. The design of visual devices involves decisions regarding the preference and understanding of information types (data that can be displayed in a device) and information formats (ways to present different information types). Studies suggest that design decisions vary according to the type of user (children, adults and elderly) and the cultural context in which the device is inserted. This work explores the information formats (e.g. real-time consumption, consumption of each appliance, etc.) and the information formats (numerical, analogue and ambient) of an in-home display suited to the Brazilian context, considering the type of user Based on the results of 7 focus groups totaling 50 participants (20 children, 20 adults and 10 elderly), guidelines and prototypes were developed for each type of user. All participants considered real-time consumption important. However, it is not necessary to present this information for the elderly since they would not want to interact with the display more than once a day, unlike adults and children. Cumulative consumption, disaggregation by appliance and tips should also be presented for all type of users to increase awareness of energy usage and encourage behavior change. Adults and the elderly prefer historical comparison on contrary to children who prefer information that generates competition, such as normative comparison. Information about user preference and understanding is important for the development of in-home displays interfaces that meet user requirements. In addition, since in-home displays are not yet extensively adopted in Brazil, this work can contribute to the design of such displays that to further reduce the energy consumption.