Das Home Energy Management System (HEMS) stellt eine intelligente Steuerungseinheit dar, welche die Vernetzung von Anlagen und Geräten in einem Energiehaushalt vornimmt. Dadurch werden der Energieverbrauch, die Energieerzeugung sowie die Energiespeicherung gesteuert und optimiert. Folglich erlaubt es die effiziente Nutzung selbst erzeugten Stroms, die Energiekosten zu reduzieren und die Unabhängigkeit von externen Energiequellen zu erhöhen.
Das Energiemanagementsystem ist eine Steuerungseinheit, die sich aus einer Steuerbox und einem Kommunikationsmodul zusammensetzt.
Steuerbox
Das Energiemanagementsystem stellt eine Steuerungseinheit dar, welche sich aus einer Steuerbox sowie einem Kommunikationsmodul zusammensetzt.
Die Steuerbox stellt das zentrale Element des HEMS dar. Ihre Funktion besteht in der Koordination des Betriebs sämtlicher angeschlossener Geräte, zu denen unter anderem PV-Anlagen, Heimspeicher, Wärmepumpen sowie Wallboxen zählen. Der Anschluss an das Netzwerk erfolgt mittels eines eigenen Routers über das lokale WLAN oder Ethernet, wobei die Verbindung mit den Anlagen hergestellt wird. Die Steuerbox sammelt Daten von den Geräten, führt eine Analyse des Energieverbrauchs durch und trifft auf dieser Grundlage Entscheidungen zur Optimierung. Dies ermöglicht eine intelligente Lastverteilung sowie die Maximierung des Eigenverbrauchs gemäß dem Prinzip “Strom verbrauchen, wenn die Sonne scheint”.
Kommunikationsmodul
Das Kommunikationsmodul stellt die Verbindung zwischen den vernetzten Geräten und der Steuerbox sicher und gewährleistet somit die Übertragung von Daten. Die Kommunikationseinheit ermöglicht die Fernüberwachung und -steuerung des Systems. Dies kann manuell über eine App erfolgen, welche alle relevanten Daten in Echtzeit anzeigt, oder automatisch durch die Software. Die Nutzerinnen und Nutzer sind somit jederzeit in der Lage, den Status ihres Energiesystems zu überprüfen und bei Bedarf einzugreifen.
Vorteile eines Home Energy Management Systems
Das Home Energy Management System bietet eine Vielzahl von Vorteilen. Die grundlegende Funktion des HEMS besteht in der kontinuierlichen Analyse des Energieverbrauchs und der Energieerzeugung sämtlicher vernetzter Anlagen im Haushalt. Auf Basis dieser Daten trifft das Energiemanagementsystem intelligente Entscheidungen bezüglich des Verbrauchs, der Speicherung sowie der Einspeisung von elektrischer Energie in das Stromnetz.
Zur Minimierung der Kosten werden durch das HEMS präzise Prognosen der Strompreise am Spotmarkt berücksichtigt, um den Verbrauch entsprechend der Preissignale zu regulieren. In einfachen Worten gesagt, sorgt das HEMS somit dafür, dass der Stromverbrauch dann erfolgt, wenn die Preise am niedrigsten sind. Ein Beispiel für diese Optimierung wäre das Laden des Elektroautos über Nacht, da der Strom zu dieser Zeit, aufgrund von viel Wind besonders günstig ist. Des Weiteren erfolgt eine Optimierung des Eigenverbrauchs unter Berücksichtigung der Energieproduktion der PV-Anlage. Die Daten werden durch eine Live-Übertragung vom Wechselrichter der Anlage, direkt an das HEMS übermittelt und der Stromverbrauch auf Zeiten mit maximaler Produktion abgestimmt. Im Beispiel des E-Autos würde das HEMS hier die Entscheidung treffen in den Mittagsstunden zu laden, d die PV-Anlage hier am meisten Strom produziert.
Installation
Das Energiemanagementsystem wird innerhalb oder am Zählerschrank montiert. Da Arbeiten am Zählerschrank erforderlich sind, wird die Installation in der Regel durch einen Fachbetrieb durchgeführt.
Der Installationsprozess lässt sich in vier Schritte unterteilen:
- Vorbereitung und Inspektion: Der Installateur öffnet den Zählerschrank, überprüft die vorhandene Infrastruktur und bereitet das HEMS vor.
- Anschluss der Steuerbox: Im zweiten Schritt erfolgt der Anschluss der Steuerbox. Diese wird mit dem Hauptstromverteiler per Kabel verbunden, wobei gegebenenfalls zusätzliche Sicherungen und Schutzschalter zu installieren sind.
- Anschluss Kommunikationsmodul: Das Kommunikationsmodul wird ebenfalls zusammen mit dem Router installiert und an das lokale Netzwerk angeschlossen.
- Integration Smart Meter: Die Verbindung zwischen HEMS und Smart Meter wird automatisch über das lokale Netzwerk hergestellt.
Nach Abschluss der Arbeiten wird der Zählerschrank wieder verschlossen und die Funktionalität des HEMS überprüft.
Für wen ist ein Home Energy Management System sinnvoll?
Das HEMS erweist sich insbesondere für Haushalte als vorteilhaft, die über eine eigene PV-Anlage verfügen. Aus ökologischer Perspektive erweist sich ein HEMS stets als vorteilhaft, da durch die Eigenverbrauchsoptimierung ein größerer Anteil des selbst erzeugten, grünen Stroms genutzt wird, was zu einer Reduktion des CO2-Fußabdrucks führt. Auch aus ökonomischer Sicht ist ein HEMS vorteilhaft. Die Verbrauchsoptimierung ermöglicht eine jährliche Einsparung von bis zu 600 Euro, wodurch sich der Preis für das HEMS innerhalb kurzer Zeit amortisiert. Die Höhe der Einsparungen ist dabei von der Anzahl der steuerbaren Anlagen abhängig. Insofern ist die Installation eines HEMS insbesondere für Haushalte mit großen Verbrauchern wie Wallbox, Heimspeicher oder Wärmepumpe von Vorteil.
