Möglichst viele selbst erzeugte solare Kilowattstunden selbst verbrauchen, das ist die Devise. Gerade gewerbliche und industrielle Stromverbraucher sparen so viel Geld. Das wichtigste Instrument dafür ist der Energiemanager. Wie ein Dirigent schaltet er Erzeuger, Verbraucher oder Smart-Grid-fähige Geräte zu oder ab, je nachdem ob die Photovoltaikanlage gerade Strom produziert.
Verbrauch minimieren
Zuallererst gilt es, den direkten Stromverbrauch zu minimieren. Ob der Verbraucher die Klimaanlage, die Wärmepumpe oder ein anderes elektrisches Gerät ist, spielt dabei keine Rolle. Der Vorteil einer Klimaanlage liegt auf der Hand: Gerade im Sommer zur Mittagszeit braucht die Kühlung die meiste Energie, genau dann wenn die Photovoltaikanlage auf Hochtouren viele Kilowattstunden produziert.
Die Erzeugungs- und Verbrauchskurven verlaufen also sehr ähnlich. Erst wenn der Strombedarf des Haushalts oder der Betriebs gedeckt ist, wird der Speicher aufgeladen. Zukünftig bezieht sich das auch auf die Elektroautos im Firmenfuhrpark oder vor der Haustür. Erst danach fließt der Strom, wenn überhaupt, ins öffentliche Stromnetz.
Die Effizienz steckt in der Software. Gerade deshalb sind Energiemanager so wichtig. Diverse Unternehmen arbeiten daran, die Manager zu verbessern. Klar ist jedoch: Je mehr Geräte angeschlossen sind, desto höher die Komplexität.
Der Zugriff ist in der Regel über das Smartphone auch aus dem Urlaub möglich. Zudem wird das Energiemanagement über Apps und eine gute Darstellung immer einfacher. Auch das spielerische Element ist für viele Verbraucher und Kunden spannend.
Immer mehr Anbieter drängen derzeit auf den Markt. Versorger EnBW Energie Baden-Württemberg hat auf der Intersolar einen neuen Energiemanager vorgestellt. Zusammen mit der Daimler-Tochter Deutsche Accumotive dringen sie gemeinsam in die Keller von Haushaltskunden vor. Dabei sucht der Energiekonzern vor allem den Schulterschluss mit dem lokalen Handwerk, um Kunden eine passende Lösung anzubieten. Das Paket enthält, neben einer optionalen Beratung, eine Photovoltaikanlage, den Speicher mit Stern und den Energiemanager Energybase.
Automatisch das Auto laden
Der kluge Verteiler ist eine Eigenentwicklung des Versorgers. Als zentrale Plattform steuert er die Geräte eines Haushalts, die Photovoltaik auf dem Dach, den Ladepunkt für das Elektroauto, die Schnittstelle zur Haustechnik und den Energiespeicher im Keller. Gleichzeitig wird der Stromverbrauch optimiert und das Elektroauto aufgeladen. Und das alles per App auf dem Smartphone oder Tablet.
Dafür greift die Plattform auch auf Wetterprognosen zu. Daraus abgeleitet soll der Kunde einen passenden Tarif angeboten bekommen. Die Daten verschwinden in keiner Datenwolke im Netz, sondern bleiben in den vier Wänden der Kunden, verspricht EnBW. Der Energiemanager ist zudem für weitere Hersteller und zukünftige Anwendungen offen.
Startklar fürs intelligente Netz
Der Forschungsverbund PV-KWK arbeitet seit fast einem Jahr an einem herstellerübergreifenden Baukastensystem, das über standardisierte Schnittstellen verfügt. Beteiligt sind der Wechselrichterhersteller SMA Solar und der Heiz- und Klimatechnikhersteller Vaillant. Die wissenschaftliche Unterstützung liefert die Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) Aachen. Das Budget des Projekts beträgt 5,5 Millionen Euro, die Förderquote liegt bei rund 53 Prozent. Ende September 2017 sollen Ergebnisse vorliegen.
Denn immer mehr Wohnhäuser, öffentliche Gebäude und Gewerbebetriebe werden mit kleinen, dezentralen BHKW geheizt. Die intelligente Kopplung von Photovoltaikanlagen beispielsweise mit anderen Generatoren ist systemtechnisch anspruchsvoll, bietet aber interessante Möglichkeiten.
Photovoltaik kombinieren
So können BHKW zusätzliche Aufgaben übernehmen und das fluktuierende Leistungsangebot der Photovoltaik ausgleichen. Umgekehrt kann das Lastmanagement oder der Speicher des Photovoltaiksystems den Betrieb des BHKW und das Aggregat entlasten. Die Kopplung der Photovoltaikanlage mit einer Wärmepumpe wirkt als schaltbare Last den Schwankungen der Solarenergie entgegen. Zudem wird der Eigenverbrauch erhöht und das Stromnetz entlastet.
Die Forschung ist dran
Für den Applikationsbereich der gebäudebezogenen Photovoltaikanlagen und Heizungssysteme mit BHKW oder Wärmepumpe ist ein Baukastensystem aufeinander abgestimmter und flexibel kombinierbarer Steuerungen nötig.
An dem Thema forschen auch andere: Wissenschaftler aus verschiedenen Forschungsinstituten arbeiten derzeit an dem Projekt „Intelligentes Heim-Energie-Management“, kurz IHEM. Sie wollen das individuelle Verbrauchsverhalten und die dezentrale Bereitstellung und Speicherung von erneuerbaren Energien besser in Einklang bringen. Die Projektpartner aus Forschung und Industrie entwickeln dazu Konzepte für eine Hausenergieversorgung, die mit einem übergeordneten intelligenten Managementsystem arbeitet.
Geräte oft nicht abgestimmt
Eine der Hauptursachen für ineffizient arbeitende Systeme ist eine nicht harmonisierte Betriebsführung einzelner Geräte. „Zwar werden für die Energieversorgung in Wohngebäuden zahlreiche energieeffiziente Einzel- oder Komplettsysteme angeboten“, erklärt Marco Zobel vom EWE-Forschungszentrum Next Energy in Oldenburg, das am IHEM-Projekt beteiligt ist. Allerdings zeige die Praxis, dass aus der Kombination unterschiedlicher Erzeugersysteme nicht die effizienten Kennzahlen hinten rauskommen, die optimierte Einzelsysteme erwarten ließen, erklärt Zobel.
Ein Zeitraffertest hilft
Das Team um Zobel wird mithilfe von Testplattformen sowohl die Erzeuger- als auch die Lastenseite realitätsnah abbilden. Die installierten Systeme werden dabei real betrieben. Next Energy hat einen Zeitraffertest entwickelt, der dabei zum Einsatz kommt.
Diese Tests ermöglichen die Bestimmung der Nutzungsgrade und des Anlagenverhaltens. Die Ergebnisse sind für den Alltagseinsatz übertragbar. Dies wird durch die Projektbeteiligung von Firmen und Produktentwicklern sichergestellt. Dazu gehören neben dem Hersteller von Brennstoffzellen Ceramic Fuel Cells aus Heinsberg auch der Leistungselektronikproduzent Steca Elektronik aus Memmingen und der Hersteller von Warmwassersystemen Sailer aus Ehingen.
Das Projekt verfolgt dabei einen modularen Ansatz. Damit soll es grundsätzlich möglich werden, Einzelsysteme wie Photovoltaik-, Solarthermie- und KWK-Anlagen sowie Heizgeräte und thermische oder elektrische Speicher für die genauen Anforderungen des Objekts und des Kunden auszuwählen. Für einen optimierten Betrieb sind auch Wetter- und Bedarfsprognosen wichtig.
Der Manager lernt dazu
Anhand der Daten wie Außentemperatur, Sonnenstunden und Nutzerverhalten legt ein lernfähiges, übergeordnetes Managementsystem die Reihenfolge fest, in der einzelne Erzeuger oder Verbraucher zu- oder abgeschaltet werden. Entsprechend sind Partner wie der Projektkoordinator Meteocontrol aus Augsburg oder der Bereich Energiemeteorologie der Universität Oldenburg in das Forschungsvorhaben eingebunden.
Selbst lernende Systeme sind im Trend. Auch die Firma Beegy hat auf der Intersolar ein neues dezentrales Energiemanagementsystem vorgestellt. Bei Beegy handelt es sich um ein Gemeinschaftsunternehmen des Versorgers MVV Energie, der Münchener Baywa, des irischen Heiz- und Kühlsystemherstellers Glen Dimplex und des Softwarespezialisten Greencom Networks.
Neuland für Installateure
Die Firma bietet Eigenheimbesitzern eine Leistung, die IT-gestützte Betreuung mit einem Fachbetrieb verbindet. Die lernende Photovoltaikanlage soll den dezentral erzeugten Solarstrom zuallererst selbst verbrauchen und so Geld sparen. Kernstück ist dabei eine App, die Kunden mit Tipps versorgt, um den eigenen Solarstromverbrauch zu erhöhen.
Für Vertrieb, Installation und Wartung vernetzter Energieanlagen arbeitet die Firma mit Fachbetrieben zusammen, die ihr Geschäft in der Energieeffizienz sichern und ausbauen wollen, erklärt Christian Lorenz, Manager bei Beegy. „Wärme- und Strommarkt wachsen zusammen, und die Dezentralität der Erzeuger und Verbraucher nimmt zu“, sagt er.
Und das hat für viele Konsequenzen, wie der Manager des Dienstleisters weiß. Lorenz prognostiziert: „Das verändert das künftige Berufsbild und Leistungsspektrum der Installateure in Heizungs- und Elektrobetrieben.“
Solarwatt
Verbrauch aus der Ferne steuern
Die Dresdner Firma Solarwatt bietet ein neues dezentrales Energiesystem. Es besteht aus Solaranlage, Energy Manager und Wärmepumpe mit Heizstab zur Warmwasseraufbereitung. Solarwatt hat zudem die Bedienoberfläche des Energiemanagers modernisiert, das sogenannte Energy Portal.
Das System liefert Daten in Echtzeit und ermöglicht das Messen und Schalten von angeschlossenen Verbrauchern ohne Verzögerung. Zusätzlich präsentiert das Unternehmen mit dem Partnerunternehmen Kiwigrid eine Erweiterung des Managementsystems: das Installer-Center. Die Installateure können, das Einverständnis der Kunden vorausgesetzt, über eine App den installierten Energiemanager verwalten, fernüberwachen und auch Einstellungen vornehmen.
Zusätzlich sehen sie per Computer oder Tablet die Statusmeldungen der angeschlossenen Geräte wie Wechselrichter oder Speicher. Dieses Angebot ermöglicht es den Installateuren, im Notfall Einstellungen auch aus der Ferne vorzunehmen. Über einen App-Shop können sich Nutzer das Managementsystem nach eigenen Bedürfnissen zusammenstellen.
E-World 2016
Neuer Preis für Energy Apps ausgelobt
Auf der Messe E-World in Essen wird im Februar 2016 erstmals die Auszeichnung „Energy App of the year“ vergeben. Der Preis wird für besonders kundenfreundliche digitale Lösungen vergeben. Immer mehr Unternehmen setzen bei der Kommunikation mit Kunden auf Apps. Knapp ein Fünftel der rund 620 Aussteller stellten auf der E-World 2015 im Bereich Smart Energy aus, ein Anstieg von 50 Prozent gegenüber 2014. Zu finden waren intelligent steuerbare Netze (Smart Grids), Zähler (Smart Metering) sowie vernetzte Haustechnik und Energiespeicherung. Die Firmen hatten auch Apps im Portfolio.
Bewerben können sich Anbieter bestehender Apps oder App-Konzepte in drei Kategorien: „Customer Benefit“ richtet sich an bestehende Apps, die den Umgang mit Energie für den Kunden verständlich erklären. Die Kategorie „Innovation“ zeichnet neue Anwendungen für Technik, Design oder Usability aus. Unter „Concept of the Future“ fallen funktionsfähige Prototypen mit neuen Funktionen und frischem Design. Bewerbungen: online bis zum 31. Oktober 2015.
RWE Effizienz
Offene Plattform
Der Energiekonzern RWE bietet einen Wohnassistenten für alle Geräte im Haus an. Smart Home übernimmt dann selbsttätig das Energiemanagement von bis zu 20 Geräten. Alle Räume lassen sich automatisch temperieren. Zudem werden Geräte zentral ein- und ausgeschaltet, die sonst oft im Bereitschaftsmodus laufen. Die offene Plattform integriert Produkte von Partnern, die ihre Geräte oder Dienstleistungen über verschiedene Schnittstellen mit geringem technischen Aufwand ins System einbinden. RWE stellt den Partnern dafür ein Software-Entwicklungspaket bereit. Aktuelle Beispiele für dieses Partnerprinzip sind Samsung oder Philips.
Vorgaben bei der Entwicklung waren Bedienkomfort durch Plug-and-play sowie Zuverlässigkeit und Datenschutz. Das Sicherheitskonzept reicht von der verschlüsselten Kommunikation der Geräte untereinander über das IT-Backend bis hin zum sicheren Onlineshop. Die Datensicherheit wurde durch unabhängige Institutionen wie VDE, AV-Test und TÜV bestätigt.
Eine Variante ist der Einbau eines Funkmoduls in die Geräte, sodass sie in die Haussteuerung eingebunden sind. Die Hersteller erhalten von RWE ein Entwicklungspaket. Kernstück ist dabei ein Chip, der unter anderem einen Funktransceiver im 868-Megahertz-Band und einen 32-Bit-Microcontroller beheimatet. Damit die Sicherheit weiter gewährleistet ist, wird die Fremdsoftware geprüft und von RWE zertifiziert.
SMA Solar Technology
Umschauen und mitdenken
Der Sunny Home Manager von SMA Solar bietet eine Anlagenüberwachung und ein intelligentes Energiemanagement. Damit haben Betreiber einen Überblick über alle Energieflüsse im Haushalt. Neu auf der Intersolar wurden Plugwise-Funksteckdosen vorgestellt, die beim nächsten Update der Firmensoftware mit dem Sunny Home Manager kompatibel sind.
Der Energiemanager im SMA Smart Home betreibt kein statisches Energiemanagement, sondern er schaut sich um und denkt mit. Beispielsweise berechnet er aus der lokalen Wetterprognose, wie viel Solarstrom im Laufe des Tages voraussichtlich zur Verfügung stehen wird. Darüber hinaus erlernt der Sunny Home Manager den typischen Betriebszeitpunkt der Haushaltsgeräte, sprich das Verbrauchsprofil, und bezieht dies in die Berechnung mit ein. Das Ergebnis: Dank der ausgegebenen Handlungsempfehlungen erfahren Anlagenbetreiber, wann sie wie lange den Solarstrom besser nutzen – etwa um die Waschmaschine anzustellen. Darüber hinaus berücksichtigt der Sunny Home Manager auch variable Stromtarife und ist damit vorbereitet für den zukünftigen Stromhandel. Bis zu zehn Prozent weniger Stromverbrauch bei gleichzeitiger Optimierung des Eigenverbrauchs verspricht der Hersteller.
Der Energiemanager agiert als Dirigent und verbindet Solaranlage, Wärmepumpe sowie das Elektroauto und technische Geräte.
Der neue Energiemanager Energybase ist eine Entwicklung des EnBW-Konzerns.
Temperatur regeln? Elektroauto laden? Alles istüber eine App vernetzt.
Über das Tablet oder Smartphone lässt sich künftig vieles im Haus steuern und optimieren.
