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Was ist ein Energy Management System (EMS)?

Ei­gen­hei­me wer­den heut­zu­ta­ge im­mer elek­tri­scher. Pho­to­vol­ta­ik, Smart Ho­me, Bat­te­rie­spei­cher, Wär­me­pum­pe und Wall­bo­xen sind be­reits in vie­len Häu­sern im Ein­satz. Um so wirt­schaft­lich wie mög­lich zu agie­ren steht man vor der Her­aus­for­de­rung die güns­tigs­te En­er­gie ge­nau dann be­reit­zu­stel­len, wenn sie ge­braucht wird bzw. sie im Um­kehr­schluss dann zu ver­brau­chen, wenn sie am güns­tigs­ten ist. Ge­nau da­bei hilft ein En­er­gy Ma­nage­ment Sys­tem kurz EMS.

Ein Mann ist im Garten und schaut auf sein Tablet, um die aktuellen Verbrauchszahlen seines Hauses zu begutachten.

EMS, HEMS und die Herausforderung Energie bestmöglich bereitzustellen

Die suk­zes­si­ve Her­ab­set­zung der Ein­spei­se­ver­gü­tung für So­lar­strom ins öf­fent­li­che Netz lässt Nut­zer von Pho­to­vol­ta­ik mit dem Wunsch zu­rück, mög­lichst viel der er­zeug­ten En­er­gie selbst zu ver­brau­chen, wo­bei ein HEMS hilf­reich ist. Es sorgt für die Ma­xi­mie­rung des Ver­brauchs von selbst er­zeug­tem Strom, wo­durch der Be­darf an Netz­strom auf ein Mi­ni­mum re­du­ziert wird. Der den­noch be­nö­tig­te Netz­strom soll­te da­bei durch Nut­zung von dy­na­mi­schen Strom­ta­ri­fen (z.B. Nacht­ta­ri­fe) so güns­tig wie mög­lich be­zo­gen wer­den.

Für wen ist ein HEMS sinnvoll?

Ge­ne­rell ist HEMS für al­le sinn­voll, die ne­ben ei­ner Pho­to­vol­ta­ik­an­la­ge auch noch vie­le wei­te­re gro­ße Strom­ver­brau­cher wie z.B. Wall­box, Wär­me­pum­pe, Kli­ma­an­la­ge, Lüf­tungs­an­la­ge, Wasch­ma­schi­ne, Trock­ner, etc. Ihr Ei­gen nen­nen. Das HEMS vi­sua­li­siert und ana­ly­siert da­bei be­reits ge­sam­mel­te und die ak­tu­el­len Er­trags- und Ver­brauchs­zah­len, um al­les so zu steu­ern, dass die ge­wünsch­ten Zie­le best­mög­lich er­reicht wer­den. Es ist da­von aus­zu­ge­hen, dass Künst­li­che In­tel­li­genz (KI) die Ef­fi­zi­enz der Sys­te­me zu­künf­tig noch um ei­ni­ges stei­gern wird.

Das Zusammenspiel der Systeme

Ge­ra­de bei HEMS spielt die In­ter­ope­ra­bi­li­tät ei­ne gro­ße Rol­le, da das Sys­tem mit vie­len Ge­rä­ten un­ter­schied­li­cher Art zu­sam­men­ar­bei­ten muss. Das ist auf­grund der sehr un­ter­schied­li­chen Kom­po­nen­ten schwie­rig, da da­bei un­ter­schied­li­che Schnitt­stel­len zum Ein­satz kom­men. Bei­spie­le da­für sind die Schnitt­stel­len Ether­net/RJ45, USB, Blue­tooth, RS485, Zig­Bee, CLS, PT1000, One Wire u.v.m. Es gilt al­so dar­auf zu ach­ten, dass das ge­wähl­te HEMS kom­pa­ti­bel zu al­len Ge­rä­ten ist, die man be­sitzt, da­mit al­les kor­rekt aus­ge­le­sen und nach Wunsch ge­steu­ert wird.

Welche Vorteile hat ein HEMS?

Die Hauptvorteile eines Home Energy Management System sind:

Visualisierung der Ertragszahlen (PV)

Visualisierung der Verbrauchszahlen

Entdecken von Sparpotenzialen

Intelligente Verbrauchersteuerung

Langfristige Statistik

Darstellung PV-Ertrag je Wetterlage

Verbraucherverhalten / Prognosen

Einbeziehung dyn. Stromtarife

Youtubevideo: Ein EMS wird einfach erklärt.
EMS-Energiemanagementsystem erklärt

Beispiel: Energiefluss anhand Nutzerdaten

Das EMS ist per­ma­nent mit den Ge­rä­ten in Ih­rem Haus ver­bun­den. Wenn am Mor­gen die Son­ne scheint und al­le Auf­ste­hen, dann wird der selbst er­zeug­te Strom zur Ver­fü­gung ge­stellt, um das Dusch­was­ser zu er­hit­zen und um die Wär­me­pum­pe, die Kaf­fee­ma­schi­ne und das Ra­dio zum Lau­fen zu brin­gen. Wenn al­le aus dem Haus sind, wird ge­prüft, ob noch ir­gend­wo Heiz­be­darf be­steht. Wenn nicht, wird der Strom in den Strom­spei­cher um­ge­lei­tet. Er wird je­doch pas­send im­mer wie­der zur Ver­fü­gung ge­stellt, wenn der Ver­brauch wie­der steigt oder das Wet­ter schlech­ter wird. Der En­er­gie­fluss wird durch das EMS also per­ma­nent li­ve über­prüft und passend um­ge­lei­tet. An­hand der ge­sam­mel­ten Nutz­er­da­ten wird dieser Vor­gang im­mer wei­ter opti­miert.

Beispiel: Nutzung dynamischer Stromtarife

Sie be­sit­zen ein Elek­tro­fahr­zeug und kom­men um 17 Uhr von der Ar­beit. Sie schlie­ßen das Au­to an Ih­re La­de­säu­le an und ge­hen ins Haus. Ihr En­er­gie­ma­nage­ment­sys­tem weiß an­hand der be­reits ge­sam­mel­ten Da­ten, dass Ihr Au­to bei dem ak­tu­el­len La­de­stand nur 6 Stun­den zum Auf­la­den be­nö­tigt. An­statt al­so so­fort mit dem Auf­la­den zu be­gin­nen wird auf den güns­ti­gen dy­na­mi­schen Nacht­strom­ta­rif ge­war­tet, der ab 0 Uhr von Ih­rem Strom­an­bie­ter ak­ti­viert wird. Um 6 Uhr ist das Au­to dann fer­tig ge­la­den, je­doch ha­ben Sie viel we­ni­ger da­für be­zahlt. Das lässt sich weiterführen: Beispielsweise können die Wasch­ma­schi­ne und der Wäschetrockner auch erst um 0 Uhr ge­star­tet werden, was zu­sätz­li­ches Geld spart.

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