Komponenten für eine erfolgreiche Energiewende
Was ein HEMS dem Gebäudeeigentümer bringt
Bislang steht die Energiewende in den eigenen vier Wänden ganz im Zeichen der Eigenverbrauchsmaximierung. Angetrieben davon, die Energiekosten zu reduzieren und unabhängiger zu werden, spielt auch der Wunsch nach nachhaltigem Handeln eine Rolle. Immer mehr Komponenten - vom Heimspeicher bis zur Wärmepumpe - müssen dabei zusammenwirken. Hierfür können sich zukünftig Heimenergiemanagementsysteme (kurz: HEMS) als Standard etablieren.
Bild: Senec GmbHEin Heimenergiemanagementsystem (auf Englisch auch Home Energy Management System) ist der Taktgeber für den Energieverbrauch in den eigenen vier Wänden. Es ist das Bindeglied zwischen der eigenen Erzeugung mit einer Photovoltaikanlage, einem eigenen Stromspeicher und den Stromverbrauchern. Interessant ist ein HEMS für Eigenheimbesitzer, die größtmöglichen Eigenverbrauch und größtmögliche Energieunabhängigkeit anstreben. Ob E-Ladestation (Wallbox), Wärmepumpe, Heizstab oder sogar Haushaltsgeräte - das intelligente HEMS kann für eine optimale Abstimmung eigener Erzeugung und Speicherung mit dem Verbrauch sorgen.
Bild: Senec GmbHFunktionsweise eines HEMS
Das HEMS erfasst und analysiert sowohl Stromerzeugung als auch -verbrauch und steuert die bedarfsgerechte Verteilung des Solarstroms. Die Technologie dient dazu, den Eigenverbrauch des selbsterzeugten Stroms auf intelligente Art und Weise zu optimieren und so die Wirtschaftlichkeit der Anlage zu steigern. Ist ein Heimspeicher vorhanden, ist das HEMS häufig direkt in das Speichersystem integriert. Hierbei vernetzt es die relevanten Geräte zu einer gemeinsam optimierten Anlage und trägt so zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von Photovoltaikanlage und Heimspeicher bei. Zudem kann das HEMS auch Informationen und Signale aus dem Stromnetz und den Strommärkten einbeziehen. Das unterstützt zusätzlich das Gelingen der Energiewende. In der grundlegenden Logik der Eigenverbrauchsoptimierung greift das HEMS immer dann ein, wenn PV-Überschuss erzeugt wird, der nicht unmittelbar im Haushalt benötigt wird. Auf Basis der Voreinstellungen werden dann entweder der Stromspeicher, die Wallbox oder andere steuerbare Verbraucher wie eine Wärmepumpe oder Klimaanlage angesteuert. Erst wenn diese versorgt sind, gehen Überschüsse tatsächlich ins Netz.
Visualisierung und Transparenz
Laut einer aktuellen Befragung des Digitalverbands Bitkom kennen 30 Prozent der Menschen ihren Stromverbrauch nicht. Ein Großteil wünscht sich mindestens monatliche Rechnungen und eine generelle Information über den Stromverbrauch. Das HEMS liefert z.B. den aktuellen PV-Ertrag, den aktuellen Haushaltsstrombedarf und den Ladestand des Speichers. Diese können dann mit einem HEMS über eine App dargestellt werden. Da im HEMS alle Informationen zusammenlaufen und so sämtliche Energieflüsse erfasst und ausgewertet werden, ist mit diesem eine Visualisierung und Auswertung des eigenen Verbrauchs sowie die Steuerung der gesamten Anlage über eine App möglich.
Beispiel 1: Günstigen Strom intelligent verwenden
Mit dem im Jahr 2011 beschlossenen und in diesem Jahr umgesetzten Atomausstieg müssen die erneuerbaren Energien erwachsen werden, wenn voraussichtlich ab 2028 auch der Kohleausstieg gelingen soll. Hierbei muss zunehmend die Flexibilität auf der Verbrauchsseite genutzt werden, sodass der Strom aus erneuerbaren Energien, wie Sonne und Wind, möglichst dann verbraucht wird, wenn dieser erzeugt werden kann. Ein HEMS kann im Zusammenspiel mit dynamischen Stromtarifen dafür sorgen, dass Strom z.B. um die Mittagszeit, wenn besonders viel Erzeugung aus PV-Anlagen erfolgt, oder zu Zeiten mit hohem Windaufkommen im Haushalt verbraucht wird. So lässt sich z.B. der Strombezug der Wallbox oder der Wärmepumpe mit einem HEMS intelligent und ohne Komfortverlust verschieben. Der Hausbesitzer behält hierbei die volle Kontrolle über Einstellungen und kann sein gewünschtes Komfortlevel selbst in der App einstellen.
Beispiel 2: Erlöse für eingespeisten Strom maximieren
Neben einer festen EEG-Einspeisevergütung gibt es auch die Möglichkeit, die Einspeisung direkt an den Strommärkten zu vermarkten. Mit dem gestiegenen Marktwert für grünen Solarstrom hat dies an Bedeutung gewonnen und ist finanziell attraktiv geworden. Je nach Form der Direktvermarktung, für die ein entsprechender Dienstleister notwendig ist, folgt die Vergütung sogar direkt dem Börsenpreis. Gerade zu Zeiten einer hohen Einspeisung aus solarer Erzeugung ist der Wert des Stroms aber in der Regel sehr gering. Daher macht es Sinn, Überschüsse dann einzuspeisen, wenn wenig erneuerbare Energien im Netz und die Preise höher sind. Das HEMS übernimmt hierbei im Zusammenspiel mit einem dynamischen Einspeisetarif der sich stündlich ändernde Preise aufweist und dem Smart Meter die Steuerung, sodass der Strom zum bestmöglichen Preis vermarktet wird.
Beispiel 3: HEMS und steuerbare Geräte
Mit zunehmendem Anteil an flexiblen Erzeugungsanlagen, wie PV-Anlagen, und großen Verbrauchern, wie Elektrofahrzeugen und Wärmepumpen, steigt auch die Belastung der Stromnetze an, insbesondere im Verteilnetz, welches den Strom in die Häuser bringt. Um eine Überlastung zu verhindern und den teuren Netzausbau zu begrenzen, arbeitet der Gesetzgeber aktuell an einer Art Sicherheitsnetz für die Elektrifizierung der Energiewende. Bereits heute kann man große Verbraucher freiwillig durch den Netzbetreiber zeitweise begrenzen lassen und profitiert dann von günstigeren Netzentgelten beim Strompreis. Dies soll künftig sogar verpflichtend werden, sodass vor allem Wallboxen und Wärmepumpen in Ausnahmefällen, wie kritischen Netzüberlastungen, in begrenztem Rahmen durch die Netzbetreiber steuerbar gemacht werden. Im Gesetzentwurf, der aktuell diskutiert wird und schon ab dem kommenden Jahr greifen soll, gibt es zwei Optionen: Entweder man lässt zu, dass bestimmte Verbraucher wie Wallbox oder Wärmepumpe im genannten Extremfall jeweils einzeln durch den Netzbetreiber gedrosselt oder ganz ausgeschaltet werden - oder man begrenzt den Strombezug eines Haushaltes am Netzanschluss auf einen gemeinsamen Leistungswert und überlässt die Aufteilung auf die elektrischen Verbraucher dem HEMS. Dieses kann dann z.B. gewährleisten, dass das Elektroauto weiterhin mit voller Leistung geladen wird und dafür die Wärmepumpe zeitweise nicht betrieben wird. Das HEMS sorgt somit für mehr Flexibilität und Selbstbestimmung in den eigenen vier Wänden.
Bislang steht die Energiewende in den eigenen vier Wänden ganz im Zeichen der Eigenverbrauchsmaximierung. Angetrieben davon, die Energiekosten zu reduzieren und unabhängiger zu werden, spielt auch der Wunsch nach nachhaltigem Handeln eine Rolle. Immer mehr Komponenten - vom Heimspeicher bis zur Wärmepumpe - müssen dabei zusammenwirken. Hierfür können sich zukünftig Heimenergiemanagementsysteme (kurz: HEMS) als Standard etablieren.
Bild: Senec GmbHEin Heimenergiemanagementsystem (auf Englisch auch Home Energy Management System) ist der Taktgeber für den Energieverbrauch in den eigenen vier Wänden. Es ist das Bindeglied zwischen der eigenen Erzeugung mit einer Photovoltaikanlage, einem eigenen Stromspeicher und den Stromverbrauchern. Interessant ist ein HEMS für Eigenheimbesitzer, die größtmöglichen Eigenverbrauch und größtmögliche Energieunabhängigkeit anstreben. Ob E-Ladestation (Wallbox), Wärmepumpe, Heizstab oder sogar Haushaltsgeräte - das intelligente HEMS kann für eine optimale Abstimmung eigener Erzeugung und Speicherung mit dem Verbrauch sorgen.
SENEC GmbH
Dieser Artikel erschien in GEBÄUDEDIGITAL 4 (August) 2023 - 30.08.23.Für weitere Artikel besuchen Sie www.gebaeudedigital.de
