Intelligentes Energiemanagement für Zuhause

Zur Erreichung unserer Klimaziele stellen intelligente Energiemanagementsysteme nicht zu unterschätzende Schlüsselbereiche dar. Waren es ursprünglich Gewerbe und energieintensive Industrieanlagen, für die solche Systeme entwickelt wurden, werden sogenannte Home Energiemanagementsysteme (HEMS) auch für private Haushalte zunehmend interessanter. Im Hintergrund steigender Energiepreise stellt ein HEMS in Kombination mit einer Photovoltaikanlage ein effizientes Gesamtsystem dar, mit dem man die Energiewende im eigenen Haushalt noch effizienter umsetzen kann. Welche Geräte im Haushalt mit einem Energiemanagementsystem vernetzt und angesteuert werden können sowie weitere Aspekte zu den Vorteilen erfahren Sie in diesem Beitrag.

Inhalt:

Energiemanagement und PV-Anlagen

Was macht ein Energiemanagementsystem?

Installation und Bedienung von Energiemanagementsystemen

Die Funktionsweise eines HEMS

Was kosten Home Energiemanagementsysteme?

HEMS und Datensicherheit

Fazit: HEMS können die Eigenverbrauchsquote um bis zu 20 Prozent steigern

Energiemanagement und PV-Anlagen

Mehr als zwei Drittel des gesamten Energieverbrauchs in Privathaushalten wird für das Heizen benötigt. Weitere Anwendungsfelder mit hohen Energieverbräuchen liegen in der Warmwasseraufbereitung für Körperhygiene, Kochen und Putzen sowie in der Bereitstellung von Prozesskälte fürs Kühlen und Gefrieren. Um selbst produzierten Solarstrom bestmöglich für den Eigenverbrauch nutzen zu können, ist ein Energiemanagementsystem ideal, um sowohl die Umwelt als auch die eigene Geldbörse zu schonen.
Ob sich eine Investition in ein HEMS lohnt, hängt in erster Linie davon ab, wie viele Kilowattstunden Strom im Haushalt zeitlich flexibel zur Verfügung stehen und wie viele Geräte zeitlich flexibel bei Stromüberschuss mit Solarstrom versorgt werden können. Je mehr ein EMS den Eigenverbrauchsanteil erhöhen kann, desto schneller amortisieren sich die Anschaffungskosten für ein Energiemanagementsystem.

Was macht ein Energiemanagementsystem?

Mittels eines Home Energiemanagementsystems können die Energieströme in einem Haushalt zwischen einer stromerzeugenden Anlage sowie steuerbaren Stromverbrauchern energieeffizient verwaltet und gelenkt werden. EMS für das Eigenheim ermöglichen es, die Kosten für Strom, Warmwasser und Heizung zu senken, indem sie dafür sorgen, dass Energie möglichst sinnvoll gespeichert und zum richtigen Zeitpunkt zur Verfügung gestellt wird. Ein Energiemanagementsystem besteht aus den Komponenten Hardware und Software. Zur Hardware gehören dabei:

• stromerzeugende Komponenten, meist in Form einer Solaranlage
• speichernde Komponenten wie Batteriespeicher
• alle steuerbaren stromverbrauchenden Geräte in einem Haushalt

Steuerbare und nicht steuerbare Stromverbraucher

Nicht alle Geräte sind im Rahmen eines Energiemanagementsystems steuerbar: Haushaltsgeräte, die ständig mit Strom versorgt werden müssen, wie etwa Kühl- und Gefrierschränke können nicht in ein HEMS integriert werden.

Wärmepumpen oder Wallboxen zum Laden von E-Fahrzeugen hingegen sind ideal, um in ein Energiemanagementsystem eingebunden zu werden. Mittlerweile sind auch Haushaltsgeräte wie Geschirrspüler und Waschmaschinen mit einem HEMS vernetzbar.
Um sicherzugehen, dass Wärmepumpen und weitere steuerbare Geräte durch entsprechende Schnittstellen von einem Home Energiemanagementsystem angesteuert werden können, ist es ratsam auf Angaben und Labels auf den Geräten zu achten. Bei Wärmepumpen ist es beispielsweise das "SG ready-Label", das einen Hinweis auf die Steuerbarkeit durch ein HEMS gibt.

Installation und Bedienung von Energiemanagementsystemen

Im ersten Schritt muss das HEMS von einer Fachkraft installiert werden. Dies geschieht in der Regel in einem intelligenten Zählerkasten, wo der Energiemanager mit dem Smart Meter kommunizieren kann. Darüber hinaus können EMS auch in ein Smart-Home-System integriert werden. Da EMS hauptsächlich in der Verbindung von PV-Anlagen und modernen Batteriespeichern zum Einsatz kommen, bieten einige Anbieter auch Speichersysteme an, in denen Energiemanager bereits verbaut sind.

Energiemanagementsysteme sind mit dem Internet verbunden und über dieses steuerbar. Die Bedienung des HEMS kann deshalb denkbar einfach über ein Online-Portal oder mithilfe eines Tablets oder Smartphone erfolgen. Hier kann man in die Energiedaten, die grafisch aufbereitet sind, einsehen und für die steuerbaren Geräte Regeln zur Steuerung festlegen. 
Die erstmalige Einstellung des HEMS ist von der individuellen Bedarfssituation abhängig und sollte ebenfalls von einer versierten Fachkraft vorgenommen werden. In weiterer Folge sollte regelmäßig überprüft werden, ob die Einstellungen zu einer Erhöhung des Eigenstromverbrauchs geführt haben, sodass gegebenenfalls eine Neueinstellung durchgeführt werden kann.

Die Funktionsweise eines HEMS

Ziel des Energiemanagers ist es, den Verbrauch des eigenen PV-Stroms zu erhöhen und die Abhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz zu verringern. Um das bewirken zu können, erfasst das Energiemanagementsystem zuerst die Daten aller relevanten Energieströme im Haushalt. Neben den Energieströmen aus der Solaranlage werden alle steuerbaren Stromverbraucher des Haushalts bei der Datenerfassung berücksichtigt. Mit den gewonnenen Daten kann das Energiemanagementsystem den zu erwartenden Stromverbrauch ermitteln.

Neben den hausinternen Energieströmen kann ein EMS auch externe Daten, wie etwa Wetterdaten heranziehen, um beispielsweise für die Photovoltaikanlage den Umfang der zu erwartenden Stromerzeugung vorauszusagen. Wenn alle benötigten Daten erfasst und analysiert sind, kann der Energieverbrauch so optimiert werden, dass teilflexible oder flexible steuerbare Stromverbraucher energieeffizient gesteuert werden. Das bedeutet, dass sie dann mit Strom versorgt werden, wenn gerade viel Solarstrom verfügbar ist.

Wer benötigt gerade Strom und wer kann noch warten?

Wenn beispielsweise der momentan zur Verfügung stehende Strom aus der eigenen PV-Anlage nur für die Stromverbraucher im Haushalt reicht, kann das HEMS die Aufladegeschwindigkeit eines E-Fahrzeugs der Leistung der PV-Anlage anpassen. Entweder wird das Auto dann einfach langsamer betankt oder das Laden wird überhaupt auf einen späteren Zeitpunkt verschoben, wenn wieder mehr PV-Strom zur Verfügung steht.

Was kosten Home Energiemanagementsysteme?

Es gibt keine einheitliche Antwort auf diese Frage, da die Kosten für Home Energiemanagementsysteme um mehrere hundert Euro variieren können. Je nach Anbieter hängen die Anschaffungskosten auch von der Leistung des HEMS ab, also wie viele steuerbare Geräte angeschlossen werden sollen. Einige Systeme sind bereits ab einigen hundert Euro erhältlich, während andere mehr als 1.000 Euro kosten können. Wenn die vom HEMS gesammelten Daten die eigenen vier Wände verlassen, können auch Kosten im zweistelligen Bereich für die Speicherung der Daten in einer Cloud anfallen. Beim Kauf einer PV-Anlage oder eines Batteriespeichers ist ein Energiemanagementsystem häufig kostengünstiger erhältlich. Mitunter werden diese auch kostenlos angeboten.

HEMS und Fördermöglichkeiten

Beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) kann eine steuerliche Abzugsfähigkeit oder ein ergänzender einmaliger Förderungszuschuss für Energiemanagementsysteme beantragt werden. Wie bei der PV-Förderung ist es auch in diesem Fall notwendig, bereits vor dem Einbau und Vertragsabschluss bei der zuständigen Stelle nachzufragen, ob für das vorliegende Angebot eine Fördermöglichkeit besteht.

HEMS und Datensicherheit

Wer die vom HEMS ermittelten Daten optisch darstellen und umfassend auswerten lassen möchte, kommt um eine Speicherung der Daten in einer Cloud meist nicht herum. Die Sicherheit der Daten beginnt bereits bei den Endgeräten, die für die Bedienung des Energiemanagements verwendet werden. Neben einem sicheren Passwort müssen Smartphone oder Tablets auch den Richtlinien des Datenschutzes gerecht werden. Wie überall gibt es auch für die Speicherung in einer Cloud keine 100-prozentige Sicherheit. Cloudserver, die sich in Deutschland oder innerhalb der EU befinden sind dennoch die bessere Wahl, wenn es um Datensicherheit geht.

Fazit: HEMS können die Eigenverbrauchsquote um bis zu 20 Prozent steigern

Ein hauseigener Energiemanager hat ständig im Auge, ob ein Stromüberschuss vorhanden ist und schaltet dann vollautomatisch und sinnvoll flexible oder teilflexible Stromverbraucher ein, um diesen Überschuss zu verbrauchen. Eine Vorgehensweise, die in Anbetracht der sinkenden Einspeisevergütungen um einiges wirtschaftlicher ist, als den selbst produzierten PV-Strom ins öffentliche Netz einzuspeisen. Wenn der selbst produzierte Strom zusätzlich in einem Batteriespeicher zwischengespeichert wird, erweisen sich Energiemanagementsysteme als besonders effizient. Laut verschiedenen Branchenstudien können EMS durch intelligentes Umleiten von Energieströmen dazu beitragen, den Energieverbrauch in Privathaushalten um bis zu 50 Prozent zu reduzieren. 

Vorschau: Neue Wärmekonzepte und erneuerbare Energie

In unserem nächsten Blogartikel erwarten Sie zukunftsfähige Wärmekonzepte, wie zum Beispiel Wärmepumpen und Hybridheizungen im Kontext mit dem neuen Referentenentwurf zum Gebäudeenergiegesetz (GEG). Der neue Gesetzesentwurf sieht vor, dass in Deutschland ab 2024 jede neu eingebaute Heizung auf Basis von 65 Prozent erneuerbaren Energien betrieben werden muss. 

Sie haben noch Fragen rund um Home Energiemanagementsysteme? Auch, wenn Sie mehr über die Mitgliedschaft in der Energiegemeinschaft erfahren möchten, freuen wir uns, Ihnen weiterhelfen zu können.

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