Photovoltaikanlage, Batteriespeicher, Wärmepumpe, Wallbox und dynamischer Stromtarif können die Energiekosten eines Gebäudes deutlich reduzieren. Doch erst wenn diese Komponenten miteinander kommunizieren und koordiniert arbeiten, entsteht aus einzelnen Geräten ein funktionierendes Energiesystem.
Genau hier kommt das Home Energy Management System – kurz HEMS – ins Spiel.
Vom Eigenverbrauch zur intelligenten Energieverteilung
Früher war die Aufgabe vergleichsweise einfach: Eine Photovoltaikanlage erzeugte Strom. Was im Haus benötigt wurde, wurde direkt verbraucht, Überschüsse gingen ins öffentliche Netz.
Heute gibt es deutlich mehr Möglichkeiten. Ein Gebäude kann Strom erzeugen, speichern, in Wärme umwandeln oder zum Laden eines Elektroautos nutzen. Gleichzeitig schwanken bei dynamischen Stromtarifen die Preise für Netzstrom im Tagesverlauf.
Damit entsteht eine neue Frage:
Wann sollte welche Energie wohin fließen?
Soll überschüssiger Solarstrom zunächst den Batteriespeicher laden? Sollte die Wärmepumpe das Gebäude oder den Warmwasserspeicher aufheizen? Ist jetzt der richtige Zeitpunkt, das Elektroauto zu laden? Oder ist der Strompreis in einigen Stunden so niedrig, dass es sinnvoller ist, bestimmte Verbraucher erst dann einzuschalten?
Ein modernes HEMS versucht, genau diese Entscheidungen zu koordinieren.
Das Gebäude wird zum Energiesystem
Wärmepumpe, Photovoltaikanlage und Wallbox sollten nicht länger als voneinander unabhängige Anlagen betrachtet werden. Das Ziel ist ein Gesamtsystem, das Erzeugung, Verbrauch, Speicherung und zunehmend auch externe Faktoren berücksichtigt.
Dazu können beispielsweise gehören:
- aktuelle und prognostizierte PV-Erzeugung
- Stromverbrauch des Gebäudes
- Ladezustand eines Batteriespeichers
- Energiebedarf einer Wärmepumpe
- Ladebedarf eines Elektrofahrzeugs
- dynamische Strompreise
- individuelle Anforderungen der Bewohner
Die eigentliche Herausforderung liegt deshalb künftig weniger darin, einzelne Geräte einzuschalten. Entscheidend wird, die unterschiedlichen Energieflüsse sinnvoll miteinander zu koordinieren.
Nicht jedes HEMS verfolgt dasselbe Ziel
Auch beim Begriff „Energiemanagement“ lohnt sich ein genauer Blick. Ein einfaches System kann erkennen, dass gerade PV-Überschuss vorhanden ist, und daraufhin eine Wallbox oder Wärmepumpe aktivieren.
Ein umfassenderes Energiemanagement betrachtet dagegen mehrere Verbraucher und Speicher gemeinsam. Es kann Erzeugungsprognosen, Ladezustände, den erwarteten Bedarf und Preissignale einbeziehen, um Entscheidungen vorausschauend zu treffen.
Damit entwickelt sich das HEMS vom einfachen Überschussmanager zunehmend zu einer zentralen Steuerungsinstanz für die Energieversorgung eines Gebäudes.
Dynamische Stromtarife und Smart Meter
Bei einem dynamischen Stromtarif orientiert sich der Arbeitspreis am Börsenstrompreis und kann sich im Tagesverlauf mehrfach ändern. Voraussetzung ist ein intelligentes Messsystem. Besonders interessant kann ein solcher Tarif sein, wenn größere Strommengen zeitlich verschoben werden können – etwa beim Laden eines Elektroautos, beim Betrieb einer Wärmepumpe oder mithilfe eines Batteriespeichers.
Ein HEMS kann diese Flexibilität nutzbar machen. Es soll nicht einfach möglichst viel Strom verbrauchen, wenn er günstig ist, sondern den Bedarf des Gebäudes, den vorhandenen Solarstrom und die technischen Grenzen der angeschlossenen Geräte gemeinsam berücksichtigen.
Welche Rolle spielt § 14a EnWG?
Neue steuerbare Verbrauchseinrichtungen wie Wärmepumpen, private Wallboxen und Stromspeicher fallen unter bestimmten Voraussetzungen unter die Regelungen des § 14a EnWG. Bei einer drohenden lokalen Netzüberlastung darf der Netzbetreiber den Strombezug zeitweise reduzieren. Eine vollständige Abschaltung ist dabei nicht vorgesehen.
Wer mehrere steuerbare Geräte betreibt, kann sie über ein Energiemanagementsystem koordinieren. Das HEMS verteilt dann die für den Netzbezug verfügbare Leistung auf die angeschlossenen Geräte. Selbst erzeugter Solarstrom kann dabei berücksichtigt werden. Gerade in Gebäuden mit mehreren flexiblen Verbrauchern wird Energiemanagement damit nicht nur wirtschaftlich, sondern auch für die netzdienliche Steuerung relevant.
Genau hier setzt auch Solanya HEMS an
Mit Solanya HEMS beschäftigen wir uns ebenfalls mit der Frage, wie ein modernes Energiemanagement künftig aussehen kann.
Dabei geht es nicht darum, noch eine weitere Insellösung neben Photovoltaik, Speicher, Wärmepumpe und Ladeinfrastruktur zu stellen. Der interessante Ansatz liegt vielmehr darin, Energie als Gesamtsystem zu betrachten und unterschiedliche Komponenten sinnvoll zusammenzuführen.
Solanya HEMS befindet sich derzeit noch in Entwicklung. Konkrete Funktionen, unterstützte Geräte und technische Einzelheiten werden wir deshalb erst vorstellen, wenn die Entwicklung einen entsprechend belastbaren Stand erreicht hat.
Natürlich ist Solanya nicht das einzige Energiemanagementsystem. Am Markt gibt es bereits verschiedene HEMS-Lösungen – etwa von Herstellern von Wechselrichtern, Batteriespeichern, Wärmepumpen, Wallboxen und unabhängigen Plattformanbietern. Die Systeme unterscheiden sich unter anderem darin, welche Geräte sie einbinden, wie offen ihre Schnittstellen sind und ob sie vor allem den Eigenverbrauch, dynamische Strompreise oder die netzdienliche Steuerung optimieren.
Wer ein HEMS auswählt, sollte deshalb nicht nur auf einzelne Funktionen achten. Entscheidend ist, ob das System zur vorhandenen und geplanten Technik passt und sich langfristig weiterentwickeln lässt. Zu gegebener Zeit werden wir auf mecklenbeck.info ausführlicher zeigen, welche Gedanken hinter Solanya HEMS stehen und welchen Ansatz wir beim intelligenten Energiemanagement verfolgen.
Die nächsten Jahre werden spannend
Mit intelligenten Messsystemen, dynamischen Stromtarifen, steuerbaren Verbrauchseinrichtungen, Batteriespeichern und perspektivisch auch bidirektional ladenden Elektrofahrzeugen nimmt die Zahl der Möglichkeiten weiter zu. Gleichzeitig steigt die Komplexität.
Die entscheidende Frage der Energiewende im Gebäude lautet deshalb möglicherweise bald nicht mehr nur:
Wie viel Energie kann ich selbst erzeugen?
Sondern: Wie intelligent kann ich mit dieser Energie umgehen?
Genau dafür dürfte das Home Energy Management System zu einer der wichtigsten Komponenten moderner Gebäude werden.
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