Energiemanagement
Was ist intelligentes Energiemanagement (HEMS), und wie funktioniert es?
Ihr Zuhause kann bereits Strom erzeugen, speichern und verbrauchen. Aber wer sorgt eigentlich dafür, dass alles zusammenarbeitet?
Immer mehr dänische Haushalte nutzen Solaranlagen, Heimspeicher, Wärmepumpen und Elektroautos. Jede dieser Technologien kann eine gute Investition sein, doch die meisten haben eines gemeinsam: Sie bringen ihre eigene App, eigene Einstellungen und eine eigene Art der Energiesteuerung mit.
↓Die Solaranlage weiß, wie viel Strom sie erzeugt. Die Batterie weiß, wie viel Energie sie gespeichert hat. Die Wärmepumpe hält das Haus warm, und die Ladestation versorgt das Elektroauto mit Strom.
Aber wer entscheidet, was für das gesamte Zuhause am sinnvollsten ist?
Hier kommt intelligentes Energiemanagement – auch HEMS genannt – ins Spiel.
Was bedeutet HEMS?
HEMS steht für Home Energy Management System – also ein Energiemanagementsystem für das Zuhause.
Ein HEMS bündelt Informationen über die Energieerzeugung, den Energieverbrauch und die flexiblen Geräte im Haus. Es soll koordinieren, wann Strom gekauft, gespeichert, verbraucht und gegebenenfalls verkauft wird.
Ein herkömmliches Energiesystem reagiert häufig auf das, was gerade passiert.
Ein intelligentes Energiemanagementsystem versucht zusätzlich zu berücksichtigen, was später wahrscheinlich passieren wird.
Dazu kann es beispielsweise Folgendes nutzen:
- Aktuelle und kommende Strompreise.
- Netzentgelte und andere relevante Kosten.
- Prognosen zur Solarstromerzeugung.
- Den erwarteten Stromverbrauch des Hauses.
- Den Ladezustand der Batterie.
- Den Bedarf an Wärme und Warmwasser.
- Den erwarteten Ladebedarf des Elektroautos.
Auf dieser Grundlage kann das System den Energieverbrauch so planen, dass die verschiedenen Geräte ihre Entscheidungen nicht unabhängig voneinander treffen.
Die Energie Ihres Zuhauses arbeitet zusammen
Die Solaranlage erzeugt Strom. Das Haus, die Wärmepumpe und das Elektroauto verbrauchen Strom. Die Batterie kann Energie speichern und abgeben, das Netz kann Strom liefern oder aufnehmen. HEMS koordiniert anhand verfügbarer Daten und Steuerungsmöglichkeiten.
Warum ist intelligentes Energiemanagement relevant geworden?
Früher war der Stromverbrauch in den meisten Haushalten vergleichsweise einfach. Man schaltete Geräte ein, wenn man sie brauchte, und bezahlte den verbrauchten Strom.
Heute sieht die Situation anders aus.
Viele Haushalte können Strom erzeugen, speichern und einen Teil ihres Verbrauchs auf andere Zeiten verschieben.
Gleichzeitig schwankt der Strompreis im Tagesverlauf, und Netzentgelte können bestimmte Zeiträume teurer machen als andere.
Das schafft neue Möglichkeiten, aber auch mehr Entscheidungen.
Soll die Batterie jetzt laden oder auf die Solarproduktion von morgen warten? Soll die Wärmepumpe Wasser erwärmen, wenn der Strom günstig ist? Und soll das Elektroauto sofort oder später in der Nacht laden?
Ein einzelnes Gerät zu optimieren, ist nicht unbedingt schwierig. Die Schwierigkeit besteht darin, das gesamte Zuhause gleichzeitig zu optimieren.
Wenn jedes Gerät nur an sich selbst denkt
Stellen Sie sich ein Zuhause mit Solaranlage, Heimspeicher, Wärmepumpe und Elektroauto vor.
Die eigene Steuerung der Batterie entscheidet sich vielleicht dafür, aus dem Netz zu laden, weil Strom gerade günstig ist.
Gleichzeitig beginnt das Elektroauto zu laden, weil seine Lade-App denselben günstigen Zeitraum gefunden hat.
Auch die Wärmepumpe startet, um Warmwasser zu erzeugen.
Jedes Gerät tut, wofür es programmiert wurde. Doch die Geräte haben einander dabei nicht unbedingt berücksichtigt.
Das kann dazu führen, dass mehrere große Verbraucher gleichzeitig starten, obwohl eine Verteilung des Verbrauchs insgesamt sinnvoller wäre.
Ein HEMS kann diese Bedürfnisse im Zusammenhang betrachten und gemeinsam planen.
Das bedeutet nicht, dass alles immer zu unterschiedlichen Zeiten laufen muss. Manchmal ist gleichzeitiger Verbrauch tatsächlich die beste Lösung.
Entscheidend ist, dass die Entscheidung auf den gesamten Kosten und Bedürfnissen des Zuhauses beruht und nicht auf den isolierten Regeln einzelner Geräte.
Ein Tag mit unterschiedlicher Verbrauchsverteilung
- Ohne Koordination
- Mit Koordination
Wie funktioniert intelligentes Energiemanagement in der Praxis?
Ein intelligentes Energiemanagementsystem beschäftigt sich im Kern mit drei Dingen: das Zuhause verstehen, die Energienutzung planen und den Plan ausführen.
1. Das System lernt den Energieverbrauch des Zuhauses kennen
Zunächst braucht das System ein Bild davon, wie das Zuhause Energie verbraucht und erzeugt.
Wie viel Strom benötigt das Haus normalerweise? Wann erzeugt die Solaranlage am meisten? Wie reagiert die Batterie auf Laden und Entladen?
Einige Informationen lassen sich direkt aus den Geräten auslesen. Andere können anhand historischer Messwerte geschätzt und mit der Zeit verbessert werden.
Je besser das System das tatsächliche Verhalten des Zuhauses versteht, desto besser ist seine Planungsgrundlage.
2. Das System schaut voraus
Anschließend werden diese Informationen beispielsweise mit kommenden Strompreisen und Prognosen kombiniert.
Stellen Sie sich vor, der Strom ist nachts günstig, zugleich wird am nächsten Vormittag eine hohe Solarproduktion erwartet.
Es kann verlockend sein, die Batterie nachts vollständig aufzuladen.
Wenn sie aber bereits voll ist, sobald die Sonne Strom liefert, bleibt weniger Platz für den selbst erzeugten Strom.
Umgekehrt kann ein bewölkter Tag das Laden aus dem Netz attraktiver machen.
Die richtige Entscheidung hängt von mehr ab als vom aktuellen Strompreis.
3. Das System koordiniert die Geräte
Sobald der Plan berechnet ist, kann das Energiemanagement die Geräte koordinieren, die eine Steuerung unterstützen.
Die Batterie kann eine Anweisung zum Laden oder Entladen erhalten. Das Laden des Elektroautos kann in passende Zeiträume gelegt werden. Die Wärmeerzeugung lässt sich in manchen Fällen verschieben, ohne den Komfort zu beeinträchtigen.
Und wenn sich die Voraussetzungen ändern, sollte der Plan neu berechnet werden können.
Eine Prognose ist schließlich nur eine Prognose.
Was kann ein HEMS steuern?
Das hängt vom System und davon ab, welche Daten und Steuerungsmöglichkeiten die Geräte im Haus bereitstellen.
Solaranlage
Die Solarproduktion lässt sich nicht beliebig auf einen anderen Zeitpunkt verschieben. Eine Erzeugungsprognose kann aber helfen zu planen, wann Strom verbraucht oder gespeichert werden soll.
Heimspeicher
Eine Batterie kann Energie von einem Zeitpunkt auf einen anderen verschieben. Das Energiemanagement kann bewerten, wann sich Laden, Speichern oder Nutzen des Stroms am meisten lohnt.
Elektroauto und Ladestation
Das Laden eines Elektroautos ist häufig ein großer, flexibler Stromverbrauch. Wird das Auto erst am nächsten Morgen benötigt, kann das Laden innerhalb des verfügbaren Zeitfensters geplant werden.
Wärmepumpe und Warmwasserspeicher
Ein Heizsystem kann in manchen Fällen Energie als Wärme speichern. So lässt sich ein Teil des Stromverbrauchs verschieben, solange Temperaturgrenzen und Komfortanforderungen eingehalten werden.
Andere flexible Verbraucher
Bestimmte elektrische Heizgeräte und andere steuerbare Geräte können ebenfalls in einen gemeinsamen Energieplan einbezogen werden.
Entscheidend ist nicht die Zahl der angeschlossenen Geräte, sondern ob das System sie sinnvoll koordinieren kann.
Kann man Geld verdienen, indem man Strom günstig kauft und teuer verkauft?
Ein Heimspeicher kann mehr, als nur Solarstrom zu speichern.
Wenn Strom günstig ist, kann die Batterie geladen werden. Wird Strom später teurer, lässt sich die Energie im Haus nutzen oder in manchen Fällen ins Netz zurückverkaufen.
Das nennt man Energiearbitrage. Gemeint ist schlicht, Preisunterschiede zwischen verschiedenen Zeitpunkten zu nutzen.
Es gibt jedoch einen wichtigen Unterschied zwischen dem Sparen durch Eigenverbrauch und dem Verdienen durch den Verkauf von Strom.
Wenn die Batterie teuren Strombezug vermeidet
Stellen Sie sich vor, Strom ist nachts günstig, am späten Nachmittag jedoch teuer.
Ein Heimspeicher kann während des günstigen Zeitraums laden und später den eigenen Verbrauch des Hauses versorgen.
So muss ein Teil des Stroms nicht dann gekauft werden, wenn er am teuersten ist.
Das kann einen wirtschaftlichen Vorteil bringen, selbst wenn die Batterie keine einzige Kilowattstunde ins Netz verkauft.
Wenn die Batterie Strom ins Netz verkauft
Wenn Batterie und Installation den Export unterstützen, kann es auch möglich sein, gespeicherte Energie bei einer hohen Vergütung zu verkaufen.
Ein hoher Verkaufspreis bedeutet aber nicht zwangsläufig, dass sich das Geschäft lohnt.
Unter anderem sind folgende Punkte zu berücksichtigen:
- Der Preis des eingekauften Stroms.
- Die Energieverluste beim Laden und Entladen.
- Netzentgelte, Steuern und weitere Kosten.
- Die tatsächliche Vergütung beim Verkauf.
- Batterieverschleiß und mögliche Kosten zusätzlicher Ladezyklen.
- Ob die Energie bei späterem Eigenverbrauch im Haus wertvoller wäre.
Außerdem kann die kommende Solarproduktion die Rechnung verändern.
Wenn zu erwarten ist, dass die Solaranlage die Batterie am nächsten Tag füllt, kann es beispielsweise attraktiver sein, vorher Kapazität freizugeben.
Umgekehrt kann es eine schlechte Entscheidung sein, die Energie der Batterie zu verkaufen, wenn das Haus kurz darauf teuren Strom für den eigenen Verbrauch einkaufen muss.
Intelligentes Energiemanagement sucht deshalb nicht bloß den höchsten Verkaufspreis, sondern die wirtschaftlich beste Verwendung der Energie.
Ob automatischer Einkauf und Weiterverkauf möglich sind, hängt von der Installation, dem Vergütungsvertrag und den unterstützten Funktionen des Energiemanagements ab.
Ist HEMS dasselbe wie ein Smart Home?
Nicht ganz.
Bei einem Smart Home geht es allgemein darum, Geräte im Haus zu verbinden und zu automatisieren.
Dazu gehören etwa Beleuchtung, Thermostate, Sensoren, Alarmanlagen und Energiezähler.
Ein HEMS hat einen spezifischeren Zweck: die Energie zu steuern.
Beides kann jedoch sehr gut zusammenarbeiten.
Ein Beispiel ist Home Assistant, das Informationen und Steuerungsmöglichkeiten vieler unterschiedlicher Hersteller zusammenführen kann.
Home Assistant bietet eine gemeinsame technische Grundlage. Eine Lösung zur Energieoptimierung kann diese Informationen nutzen, um zu berechnen, was insgesamt am sinnvollsten ist.
Das ist auch der Gedanke hinter Fluks.
Muss man Experte sein, um intelligentes Energiemanagement zu nutzen?
Das hängt stark von der jeweiligen Lösung ab.
Manche Energiemanagementsysteme verlangen, dass Nutzer Batterieparameter, Leistungsgrenzen, Prognosen, Automatisierungsregeln und Steuerungsstrategien selbst konfigurieren.
Das bietet große Flexibilität, kann die Einrichtung aber auch aufwendig machen.
Und es wirft eine naheliegende Frage auf:
Warum muss man den Energiemarkt und die technischen Eigenschaften seiner Batterie verstehen, damit das eigene Zuhause Strom intelligenter nutzt?
Genau für diese Herausforderung wurde Fluks entwickelt.
Fluks: Wenn das Energiemanagement Ihr Zuhause kennenlernt
Fluks ist eine intelligente Energiemanagementlösung, die die Energiegeräte des Zuhauses zusammenführt und plant, wie sie am besten zusammenarbeiten.
Anstatt die Nutzer um eine lange Liste technischer Angaben zu bitten, baut Fluks auf dem Prinzip Zero-Config auf.
Das System nutzt verfügbare Messwerte und Beobachtungen, um die Eigenschaften des Zuhauses schrittweise kennenzulernen.
Dazu kann beispielsweise gehören, wie die Batterie lädt und entlädt, wie viel Energie bestimmte Geräte benötigen und wie sich der Verbrauch des Haushalts entwickelt.
Fluks kombiniert dieses Wissen mit Strompreisen, Prognosen und den Bedürfnissen, die das System ableiten kann oder mitgeteilt bekommt.
So kann der Energieplan laufend angepasst werden, wenn sich die Bedingungen ändern.
Home Assistant ist der erste Integrationsweg zu den Geräten im Haus. Dadurch kann Fluks auf bestehenden Integrationen aufbauen, statt an einen bestimmten Hersteller gebunden zu sein.
Um ein Gerät steuern zu können, muss die Integration selbstverständlich die nötigen Daten und Steuerungsfunktionen bereitstellen.
Zero-Config ist nicht nur eine Funktion von Fluks. Es ist ein Grundprinzip.
Das Ziel ist, dass die technische Komplexität in der Software liegt – nicht beim Hauseigentümer.
Kann intelligentes Energiemanagement Geld sparen?
Ja, intelligentes Energiemanagement kann die Stromkosten senken, wenn das Zuhause flexiblen Verbrauch oder Möglichkeiten zur Energiespeicherung hat.
Wie viel man sparen kann, hängt aber unter anderem von folgenden Faktoren ab:
- Den Unterschieden bei Strompreisen und Netzentgelten.
- Dem Stromverbrauch des Haushalts.
- Der Erzeugung der Solaranlage.
- Der Kapazität und den Energieverlusten der Batterie.
- Der zeitlichen Flexibilität beim Laden des Elektroautos und beim Wärmeverbrauch.
- Wie gut der Energieplan zu den tatsächlichen Bedürfnissen des Zuhauses passt.
Es gibt keine Garantie für eine bestimmte Ersparnis.
Ein Zuhause mit hohem flexiblem Energieverbrauch kann andere Möglichkeiten haben als eine Wohnung ohne Batterie, Elektroauto oder Wärmepumpe.
Deshalb ist es wichtig, dass ein HEMS nicht nur den günstigsten Strompreis betrachtet, sondern die Gesamtwirtschaftlichkeit seiner Entscheidungen.
Die Zukunft des Energiemanagements liegt im Zusammenspiel
Solaranlagen, Batterien, Wärmepumpen und Elektroautos werden immer verbreiteter.
Mehr intelligente Geräte ergeben aber nicht automatisch ein intelligentes Energiesystem.
Wenn jedes Gerät nur seine eigene Aufgabe optimiert, kann das Zuhause weiterhin die Chancen einer gemeinsamen Koordination verpassen.
Hier macht HEMS den Unterschied.
Ein gutes Energiemanagementsystem soll nicht nur zeigen, was passiert. Es soll Zusammenhänge verstehen, vorausplanen und Entscheidungen anpassen können, wenn sich die Realität verändert.
Und das möglichst, ohne dass der Hauseigentümer zum Energieprofessor werden muss.
Sie müssen den Energiemarkt nicht verstehen, um das Beste aus Ihrer Energie zu machen. Das übernimmt Fluks für Sie.
Fluks – Your energy. Decides together.