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Photovoltaik - der Einstieg ins smart home?

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Photovoltaik - der Einstieg ins smart home?

15.07.13  10:00 | Artikel: 955747 | News-Artikel (Red)

Photovoltaik - der Einstieg ins smart home?"Smart" ist wohl das unangefochtene Trendwort der letzten Jahre. Mittlerweile ist vieles "smart" geworden, angefangen beim Telefon (smart phone), über Fernseher (smart tv) und dem Stromnetz (smart grid) soll nun auch das Zuhause zum smart home werden. Hersteller von consumer electronic Produkten setzen schon länger auf diesen Trend, die Photovoltaikindustrie springt jetzt auf.

Unter "smart home" werden verschiedene Aspekte der Geräteautomation und -vernetzung sowie des Austauschs von Informationen verstanden. Durch die Verbindung einzelner Haushaltsgeräte mit dem Gebäude und der Energieversorgung sollen der Komfort und die Sicherheit erhöht sowie Energie eingespart werden.

Smart home im Jahre 2013 ist für die meisten Menschen die Entscheidung für ein geschlossenes System eines Herstellers. Fast alle Produkte sind erst wenige Jahre auf dem Markt und in der Regel nicht kompatibel mit den Systemen anderer Anbieter. Es lohnt sicher daher, vor dem Kauf über die eigenen Ansprüche an smart home nachzudenken.

Für Besitzer einer Photovoltaikanlage sind insbesondere die Möglichkeiten zu verbesserten Nutzung der erzeugten Energie interessant. Voraussetzung für ein so genanntes "Energiemanagement" ist das Monitoring von Stromerzeugung und -verbrauch. Doch wie gelangen diese Informationen auf den PC oder Smartphone des Nutzers?

Langes Warten auf den smart meter

Eigentlich sollte der verpflichtende Einbau von intelligenten Stromzählern ("smart meters") seit dem Jahr 2010 die Kontroll- und Steuerungsmöglichkeiten des privaten Nutzers verbessern und den Datenaustausch ermöglichen. Aus diesem Grund besitzen die elektronischen Haushaltszähler eine Kundenschnittstelle, an welche der Kunde z.B. smart home Systeme anschließen können soll. Trotz Normung unterscheiden sich die Schnittstellen je nach Zählerhersteller und machen so die Vision zu einem frommen Wunsch. In der Realität müssen die smart home Anbieter die entwickelten Ausleseeinheiten an den Schnittstellen der Zähler testen, um wirklich sicher sein zu können, dass die Daten vom Zähler zum smart home System übertragen werden. Diese Tests sind zeitaufwendig und kostenintensiv, was in einer geringen Anzahl an verfügbaren Systemen resultiert.

Sunny Home Manager weit voraus

Ein sehr verbreitetes System ist das SMA Smart Home von der SMA Solar Technology AG. Herzstück ist der SMA Sunny Home Manager, welcher die Daten der Stromerzeugung per Bluetooth von den SMA Wechselrichtern empfängt. Der Stromverbrauch wird über einen Auslesekopf vom elektronischen Haushaltszähler (D0 Kundenschnittstelle) ausgelesen und zum Sunny Home Manager per Datenkabel übertragen. Da sich die Zähler hinsichtlich der Kundenschnittstelle unterscheiden, hat SMA eine Kompatibilitätsliste veröffentlicht. Der Sunny Home Manager verfügt unter anderem über folgende Funktionen:

  • Visualisierung von Stromverbrauch und Stromerzeugung auf www.sunny-portal.com
  • Ein- und Ausschalten von Funksteckdosen per Bluetooth in Abhängigkeit von der Wettervorhersage bzw. der Leistung der PV-Anlage
  • Steuerung von Waschmaschine oder Geschirrspüler per Funksteckdose oder MIELE@HOME Bus
  • Einhaltung der 70% Regel des EEG ohne Funkrundsteuerempfänger
  • Einbindung in Batteriespeicherkonzept
  • Zukünftig sollen Geräte von Vaillant und Stiebel Eltron

eingebunden werden können, so soll es möglich sein z.B. die Wärmepumpe in Abhängigkeit von der PV-Leistung steuern zu können.
Der Sunny Home Manager sitzt als zentrales Element zwischen Wechselrichter, Bluetooth Funksteckdosen und Miele@Home-Bus auf der einen Seite sowie dem Router also dem Internet auf der anderen Seite. Geräte mit einer solchen Schnittstellenfunktion werden als Gateway bezeichnet und sind in jedem Smart Home System zu finden.

Kleine smart home Welten

Schema SMA Smart HomeIm Fall von SMA wird deutlich, dass bereits mit der Entscheidung für eine bestimmte Wechselrichtermarke, smart home Möglichkeiten eröffnet oder verschlossen werden. So kann der Sunny Home Manager ausschließlich mit SMA Wechselrichtern kommunizieren und diese zur Einhaltung der 70% Regel des EEG zu- oder abschalten. Bewegungsmelder, Unterputzschalter, Dimmer oder andere Aktoren sind derzeit kein Teil der SMA Smart Home Welt.

Die Vernetzung unterschiedlicher Geräte ist keine Entwicklungsaufgabe, welche beiläufig abgehakt werden kann, sondern erfordert viele Ressourcen und know-how. Was liegt also näher als sich mit anderen Unternehmen zusammen zu schließen, die gleiche Ziele haben und in derselben Situation stecken!?

So sehen es vermutlich auch die Unternehmen der Smart ECO System Alliance. Die Firma Diehl Controls entwickelte eine Plattform, auf der sich Wärmepumpe, Speicherheizung, Photovoltaikanlage, Batteriespeicher, Funksteckdosen und andere Aktoren sowie Sensoren zum smart home vereinigen sollen. Insbesondere die Einbindung der verbreiteten Funkstandards Z-Wave und EnOcean lässt aufhorchen. Denn für EnOcean und Z-Wave existieren bereits eine Menge von Bewegungsmeldern, Temperatursensoren, Funksteckdosen, Thermostatventilen, Schaltern usw., so dass der Automatisierungsaspekt nicht zu kurz kommt. Wechselrichter der Marke PLATINUM können mit entsprechenden Schnittstellen ausgestattet werden, um mit dem Gateway zu kommunizieren. Die Erfassung des Stromverbrauchs soll über smart meter erfolgen, um dem beschriebenen Kompatibilitätsproblem vorzubeugen, ist auch eine Erfassung über Stromzangen geplant. Diese funktionieren unabhängig vom Stromzähler und messen den Stromfluss berührungslos an den drei Phasen im Verteilerkasten. Das System soll im August 2013 erscheinen.

Zirka 1500m von Diehl entfernt ist der Sitz der Telefunken Smart Building GmbH, dem Anbieter des smart home Systems "Joonior". Joonior setzt ebenfalls auf den EnOcean Standard und verfügt damit von Beginn an über eine breite Palette von Bewegungsmeldern, Wandschaltern, Funksteckdosen, Heizkörperthermostaten, Fenster- und Türkontakten sowie Temperatur und Klimasensoren. Neu hinzugekommen ist der Telefunken Photovoltaik-Manager. Ähnlich dem System von SMA werden Informationen über Stromerzeugung und Stromverbrauch vom elektronischen Stromzähler (D0, S0 oder MBUS) abgerufen und an die "Zentraleinheit", dem Gateway, gesendet. Ziel ist es mit dem Photovoltaik-Manager Stromverbrauch und -erzeugung sichtbar zu machen und gleichzeitig den Solarstrom automatisiert zu nutzen. Auch bei Joonior sind es vor allem Waschmaschine oder Geschirrspüler, die mit Hilfe der Funksteckdosen oder Hutschienenmodulen eingeschaltet werden können. Auch eine kleine Klimaanlage könnte so aus dem Sonnenstrom kostengünstige Kälte erzeugen.

Ist automatisierter Eigenverbrauch alltagstauglich?

Als privater Betreiber einer Photovoltaikanlage ergeben sich durch smart home Möglichkeiten zur aktiven Nutzung des erzeugten Stromes. Neben den steigenden Stromkosten und fallenden EEG-Vergütungen spricht auch der Spaß an der Erhöhung des Eigenverbrauchs dafür, den erzeugten Strom vorrangig selbst zu nutzen. Doch wie wahrscheinlich ist es, dass man jeden Tag den Wetterbericht auf Perioden hoher Sonneneinstrahlung prüft, die Waschmaschine oder den Geschirrspüler belädt und die Software des smart home Systems konfiguriert, nur um ein paar Kilowattstunden im Jahr zu sparen? Letzten Endes muss sich diese Frage jeder für sich selbst beantworten. Fest steht jedoch, die aktive Nutzung von Solarstrom wird den Alltag verändern.

Verstehen folgt sehen

Es muss auch nicht gleich Automatisierung sein. Vor dem Hintergrund der gezielten Nutzung von selbst erzeugtem Strom fängt smart home in der Energieversorgung mit Monitoring an. Die Visualisierung von verbrauchtem und erzeugtem Strom ist die eigentliche Voraussetzung, um den Strom effektiv zu nutzen. Folgende Fragen verdeutlichen dies:

Wie oft lässt man den Fernseher laufen, ohne wirklich fern zu sehen? Wie viel Strom verbraucht der alte Kühlschrank? Oder wissen Sie, was der Betrieb der Umwälzpumpe Ihrer Heizungsanlage im Jahr kostet?

Das Problem ist, dass Strom verbraucht wird, ohne dass es bemerkt wird. Ein Fernseher erzeugt Bild und Ton, der Kühlschrank Kälte und die Umwälzpumpe … was für eine Umwälzpumpe!? All das benötigt Strom. Doch auch wenn man darüber nachdenkt, weiß man nicht, wie viele Kilowattstunden es sind. Genau hier setzt die Energievisualisierung an. Ziel ist es Energie sichtbar zu machen. Das kann auf einem Smartphone sein, dem PC oder auf einem eigens dafür bereitgestellten Display, welches im Wohnraum steht.

Das Potential liegt im Verhalten

Produkt-SOLO-II.pngMit der Visualisierung wird Aufmerksamkeit gegenüber Verbrauch geschaffen und Wissen generiert. Insbesondere Displays im Wohnraum, wie das Solo II oder das Ensemble von Green Energy Options, erhöhen die Aufmerksamkeit ohne aufdringlich zu sein. Im Vorbeigehen wird ein Blick auf das Display geworfen und man kontrolliert unbewusst ob alles "im grünen Bereich" ist. Falls nicht, verändert man sein Verhalten langsam aber stetig. Genau diese unbewusste Veränderung ist es, die den Prozess so unaufdringlich werden lässt.

Durch die Stromüberwachung weiß man innerhalb kürzester Zeit, wann sich ein neuer Kühlschrank lohnen würde, schaltet nicht verwendete Geräte ab und findet heraus, was da so viel Strom im Keller verbraucht (Stichwort Umwälzpumpe).

In Verbindung mit der Photovoltaik ergibt sich weiteres Potential. Leider ist die Stromerzeugung genauso unsichtbar wie der Stromverbrauch. Dankenswerter Weise ist Photovoltaik lautlos und - befindet man sich im Haus – auch aus den Augen. Aus ökonomischen Gründen ist es sinnvoll, den erzeugten Strom direkt im Haus zu verbrauchen. Schlecht ist es, wenn man nicht merkt, wann man besonders viel Strom produziert. Dementsprechend bieten sich auch hier Displays im Wohnraum an, da wohl öfter auf ein Display geschaut als eine App im iPhone geöffnet wird. Der Wattson Solar Plus von Energeno ist ein gutes Beispiel für eine zielgerichtete Visualisierung. Wird mehr Strom erzeugt als verbraucht wird, leuchtet das Display grün und die überschüssige Leistung wird angezeigt. Gerade das Leuchten ist ein Blickfang und der eine oder andere greift zum Staubsauger, Bohrmaschine, Rasenmäher, wenn die Sonne scheint.

"Ich lass mir mein Leben nicht von der Technik diktieren"

Smart home mit oder ohne Energievisualisierung ist im Jahr 2013 Spielzeug für Technikbegeisterte. Ohne diese Geräte würde sich die Welt trotzdem weiterdrehen. Allerdings lässt sich an Ihnen ein Stück Zukunft erahnen. Die Stromversorgung in Deutschland ändert sich drastisch. Es wird von Jahr zu Jahr mehr erneuerbarer Strom produziert. Intensiv wird über das EEG und den Netzausbau nachgedacht. Da sich der Strom aus Windkraft- und Photovoltaikanlagen derzeit nicht kostengünstig speichern lässt, werden sich die Strompreise für Haushalte mehr und mehr der aktuellen Produktion anpassen. Mit anderen Worten: Es wird tageszeit-, wochentags- und jahreszeitabhängige Stromtarife geben. Verhaltensänderung wird monetär belohnt werden.

Für Besitzer von Photovoltaikanlagen hat die Zukunft bereits begonnen.




Autor: Johannes Kriesel, symström GbR

www.symström.de

Johannes Kriesel berät Unternehmen, die in den Bereich smart home einstiegen oder sich neu positionieren möchten. Auf stromgraf.de erfahren auch private Verbraucher, wie Sie ihre Energieerzeugung und smart home in Einklang bringen.



3 Kommentar(e) zum Artikel.
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Marc Mültin Donnerstag, 18. Juli 2013 um 18:28

Ein sehr schöner und informativer Artikel!
Wir beschäftigen uns im Forschungsprojekt iZEUS (izeus.kit.edu) auch mit dem Thema Smart Home und Energiemanagement, haben PV-Anlage, Mini-BHKW und Miele@Home Geräte im Einsatz. Darüber hinaus auch noch ein rückspeisefähiges Elektroauto. Und genau diesen Aspekt hab ich in diesem Artikel noch ein wenig vermisst - wenn wir schon über Zukunft reden.
Denn vor allem mit dem teils großen Energiehunger der Elektrofahrzeuge lässt sich die Eigenstromnutzung durchaus erheblich erhöhen und Kosten senken. Gerade auch weil der überwiegende Teil der Ladevorgänge zuhause stattfinden wird.

Generell haben diejenigen Hersteller von Smart Home Lösungen die Nase vorn, die sich mit anderen Mitbewerbern und sonstigen Interessierten zusammen setzen und eine offene und einheitliche Schnittstelle spezifizieren. Absetzen wird man sich mit Mehrwert-bringenden Services, aber die technische Kompatibilität muss übergreifend gegeben sein - sonst landet man in einer Sackgasse.

Johannes Kriesel Dienstag, 30. Juli 2013 um 13:58

Hallo Herr Mültin,

Sie haben Recht, rückspeisefähige Autos sind ein wichtiger Teil des Smart Grids! Ich bin aber mit Absicht nicht darauf eingegangen, da ich kein plug&play Smart Home System kenne, welches E-Mobilität heute schon integriert.
Da Sie in Karlsruhe forschen, möchte ich für alle Interessenten noch auf das mySmartGrid Projekt (https://www.mysmartgrid.de) des Fraunhofer Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik in Karlsruhe hinweisen. In diesem Projekt wird Strom visualisiert und mit einem eigenen Bussystem, sollen Verbraucher zukünftig gesteuert werden können. Für Karlsruher lohnt sich ein Blick, denn es werden Testsysteme zur Verfügung gestellt.

Ralf Somplatzki Montag, 6. Juni 2016 um 13:22

Ein wirklich toller Artikel - informativ und bringt viele Aspekte auf den Punkt.
Die Einführung einer Solaranlage hat tatsächlich gewirkt, wie beschrieben: Durch den Einsatz eines Monitoringtools wurde unser Verhalten im Haushalt, in Bezug auf die Energienutzung nahezu schlagartig optimiert. Aus purer Neugier bin ich mit dem Android-Tablet in der Hand durchs Haus gelaufen und habe Verbraucher zu- und abgeschaltet. Weil ich exakt und einfach sehen konnte, wieviel Strom denn zum Beispiel mein Laserdrucker im Standby-Betrieb zieht. Auch die Wahrnehmung der Natur ändert sich: Schon morgens interessiert uns das Wetter, um die Zuschaltung der Waschmaschine zu planen.
Und das alles nicht, wie es sich ggf. lesen mag - sehr diszipliniert, sondern eher spielerisch und humorvoll, wie mein Anruf zu Hause: Gleich kommt Sonne, mach" die Spülmaschine an ;-) - das muss in Zukunft Smarthome für uns tun.

Auch ohne Photovoltaik wäre ein, wie von Ihnen erwähnter Zähler mit Endverbraucher-Schnittstelle, eine Investition die sich sicher schnell amortisieren würde. Z.B. hat sich unser durchschnittlicher Stromverbrauch durch die bewusstere Wahrnehmung und die eine oder andere Mini-Maßnahme um ca. 200 Watt/h im Mittel verringert.


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erneuerbare Energien | Energieeffizienz | SmartHome

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