Energiemanager

Erneuerbare Energien stehen nicht immer dann zur Verfügung, wenn sie benötigt werden. Mittel eines Energiemanagementsystems lässt sich dieser Nachteil ausgleichen. Die zentrale Kontroll- und Steuereinheit stellt überschüssigen Solarstrom den Verbrauchern zur Verfügung, die ihn möglichst effizient nutzen können.
Inhaltsverzeichnis
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    Energieverbrauch kontrollieren und steuern, Solarstrom effizient einsetzen

    Energiemanagement bedeutet, Energie möglichst effizient einzusetzen. Konkret heißt das, eine geforderte Leistung bei minimalem Energieverbrauch zu erreichen und so Stromkosten zu sparen. Positiver „Nebeneffekt“: Ein geringerer Stromverbrauch bedeutet auch eine geringere Belastung der Umwelt. Energiemanagement spielt in vielen Bereichen der Wirtschaft eine große Rolle, zunehmend aber auch in privaten Haushalten.

    Als Energiemanagementsysteme oder kurz Energiemanager werden technische und logistische Einrichtungen bezeichnet, die die Aufgabe des Energiemanagements erfüllen.

    Was bringt Energiemanagement?

    Laut einer Studie der Deutschen Energie Agentur (dena) hat das Thema "Strom sparen im Haushalt" für 70 % der Verbraucher eine sehr große bis große Bedeutung. Dennoch wird nur knapp die Hälfte der Befragten aktiv. Die Hinwendung zu regenerativen Energiequellen ist ein wichtiger Bestandteil der deutschen Energiewende. Grundlegend verantwortlich für die Durchführung ist die Politik. Doch auch jeder private Betreiber einer Photovoltaikanlage kann seine eigene Energiewende schaffen, gleichzeitig Kosten reduzieren und Geld sparen.

    Großen Anteil am Stromverbrauch in Privathaushalten haben Unterhaltungselektronik (ca. jeder zweite Haushalt ist mit mindestens zwei PCs, Laptops oder ähnlichen Geräten ausgestattet) und der Einsatz von Haushaltshelfern wie Geschirrspülern oder Waschmaschinen. Gerade hier lässt sich einiges an Strom sparen (Stichwort „Standby-Betrieb“) bzw. lassen sich notwendige Arbeiten mit umweltfreundlichen und günstigem Solarstrom erledigen.

    Aufgaben des Energiemanagements bei PV-Anlagen

    • Monitoring - Überblick über die Stromerzeugung der Solaranlage
    • effiziente Nutzung von umweltfreundlichem und kostengünstigem Solarstrom
    • Verbesserung der Energieflüsse
    • Überblick über den Stromverbrauch von Haushaltsgeräten und Großverbrauchern
    • Senkung der Stromkosten und Steigerung der Unabhängigkeit vom Energieversorgungsunternehmen
    • Komfortgewinn und verbesserte Energiebilanz
    • Versorgungssicherheit

    Anforderungen an Energiemanagementsysteme

    • intelligente Steuerung zur Lösung komplexer Aufgaben
    • einfache Bedienbarkeit
    • Anpassung an Nutzerverhalten
    • Einstellung automatischer Funktionen
    • Kontrollfunktion und Möglichkeit, Einfluss auf Steuerung zu nehmen
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    Energiemanager im Schaltschrank

    Wie lässt sich mit Energiemanagement Geld sparen?

    Mit einem Energiemanagementsystem kann der Verbrauch jedes einzelnen Gerätes im Haus überwacht werden. So lassen sich „Stromfresser“ identifizieren. Die Geräte können dann ausgeschaltet werden, wenn sie nicht in Benutzung sind oder gegen neuere, energiesparende Geräte ausgetauscht werden.

    Dank eines intelligenten Energiemanagements lässt sich der überschüssige Solarstrom zudem gezielt einsetzen für Verbraucher, die auch dann laufen können, wenn niemand zuhause ist. Ein typisches Beispiel hierfür ist die Poolpumpe. Selbstverständlich kann der Strom auch gespeichert werden. Beide Maßnahmen erhöhen den Eigenverbrauch und sorgen dafür, dass kein teurer Netzstrom gekauft werden muss.

    Energiemanagementsysteme clever in den Alltag einbinden

    In Zeiten steigender Energiekosten und sinkender Einspeisevergütung spricht vieles für den Einsatz eines Energiemanagers im eigenen Haus. Technisch handelt es sich dabei um ein Gerät, dass in die Energieversorgung eingebunden wird. Dies kann durch die Installation der Hardware auf der Hutschiene der Elektroverteilung erfolgen oder über die Einbindung in ein lokales Netzwerk. Vervollständigt wird das Energiemanagementsystem durch eine Software, die die Energieflüsse visualisiert und die Steuerung ermöglicht. Dies kann zum Beispiel browserbasiert oder über eine eigene App geschehen.Der Energiemanager misst in Echtzeit den erzeugten Strom aus der Photovoltaikanlage, ebenso wie den Verbrauch aller angeschlossenen Geräte. Auf Grundlage dieser Messdaten und Dank einer smarten Software regelt das Energiemanagementsystem die Energieflüsse im Haushalt und leitet zum Beispiel überschüssigen Solarstrom in den Speicher, schaltet Verbraucher zu oder ab oder leitet den Strom an die Wallbox weiter.  

    Sektorenkopplung: Großverbraucher ins Energiemanagement einbinden

    Als Kommandozentrale steuert der Energiemanager nicht nur kleine Haushaltsgeräte wie Luftentfeuchter oder Poolpumpen, sondern auch Großverbraucher wie Heizstäbe, Elektrofahrzeuge oder Wärmepumpen. Der Ersatz fossiler Brennstoffe durch Strom wird als Sektorenkopplung bezeichnet. Durch die Umstellung möglichst großer Teile der eigenen Energieversorgung auf grünen Strom kann jeder Haushalt mit der PV-Anlage gleichzeitig einen Beitrag zur Energie-, zur Verkehrs- und zur Wärmewende leisten.

    Intelligentes Energiemanagement

    Ein Energiemanager ermöglicht es, den Solarstrom-Überschuss nach Prioritäten zu verteilen. Sollen zum Beispiel das Elektroauto und ein Speicher aufgeladen werden, ist folgende Szenario denkbar: 
    Die Wallbox benötigt einen Überschuss von mindestens 1,4 kW, bevor das Elektroauto aufgeladen werden kann. Solange der Überschuss unter diesem Schwellenwert liegt, fließt der Solarstrom in den Speicher. Wird der Schwellenwert erreicht, leitet das Energiemanagementsystem den Solarstrom in die Wallbox. Fällt die Leistung später unter den Schwellenwert, fließt der Strom wieder in den Solarspeicher.

    Daneben ermöglicht der Energiemanager bei entsprechender Programmierung, dass dem Elektroauto eine Mindestauflademenge zugeführt wird, mit der eine gewünschte Strecke sicher gefahren werden kann. Steht nicht genügend Solarstrom zur Verfügung, wird zusätzlich Netzstrom genutzt. Dabei lässt sich zum Beispiel auch einstellen, dass der Anteil des Netzstromes dann zugeführt wird, wenn dieser besonders günstig ist, zum Beispiel in einem Nachttarif.

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    Energiemanager und Smart Home

    Unter dem Stichwort Smart Home werden Entwicklungen zusammengefasst, bei denen es darum geht, Haushaltsgeräte aber auch die Energieversorgung selbst intelligenter zu gestalten. Dafür werden diese Geräte mit elektronischen Zusatzeinrichtungen ausgestattet, damit sie sich über entsprechende Software oder Apps kontrollieren und steuern lassen.

    Idealerweise laufen die an den Geräten gewonnenen Informationen in einem Kontroll- und Steuersystem zusammen, quasi dem Cockpit des Smart Home, das ein zentrales Energiemanagement ermöglicht. Voraussetzung für die Vernetzung, für die Messung der Verbrauchsdaten und die Steuerung der Energieflüsse über die „Steuerzentrale“, sind sogenannte Schnittstellen. Momentan gibt es noch eine Vielzahl von Schnittstellen und Kommunikationsstandards, die nicht immer miteinander harmonieren. Die Entwickler für Energiemanagement-Lösungen verwenden viel Arbeit darauf, die Kompatibilität ihrer Produkte mit potentiellen Endgeräten zu erreichen. Dass dabei der Fokus auf große Marken und deren Standards gelegt wird, ist sicher nicht verwunderlich. Bei No-Name-Produkten kommt es hingegen vor, dass sich diese nicht mit der Zentrale vernetzen lassen. Abhilfe können hier nur allgemeingültige Industriestandards schaffen. Eine Initiative von Unternehmen und Institutionen versucht, diese Standardisierung mit EEBUS zu schaffen.

    Energiemanagementsysteme sind im Allgemeinen über das Internet ansprechbar. Deshalb sollten Nutzer bei der Auswahl ihres Energiemanagers auf Verschlüsselungsverfahren achten, die höchste Sicherheit versprechen. Die Verbindung zum Internet hat jedoch einen entscheidenden Vorteil: Sie ermöglicht eine Fernüberwachung bzw. Fernwartung durch einen Experten, wie den Installateur, der die PV-Anlage errichtet hat. Etwaige Fehler lassen sich so leicht erkennen und mit wenig Aufwand beheben, Einstellungen optimieren. Sollte tatsächlich einmal eine Komponente des Energiesystems defekt sein, können Experten dies durch Analyse erkennen und so zur Reparatur schon passende Ersatzteile mitbringen.

    Smarte Steckdosen

    Noch verfügen nicht alle Geräte über die Voraussetzungen für die smarte Steuerung. Diese Lücke schließen Funksteckdosen. Diese intelligenten Steckdosen können mit dem Energiemanager gekoppelt werden. Voraussetzung für eine erfolgreiche Einbindung ist, dass sich Steuerzentrale und Steckdose im gleichen Netzwerk befinden und das Netzwerk per WLAN erreichbar ist. Anwendbar sind die Steckdosen selbstverständlich nur dort, wo der elektrische Schaltvorgang ausreichend ist, um einen Verbraucher in Gang zu setzen. Muss wie bei einer Waschmaschine noch der Wasserhahn aufgedreht werden, lässt sich das auf diesem Wege nicht realisieren. In Zukunft sind aber auch elektrisch schaltbare Ventile für die Wasserzufuhr denkbar.