Energiemanagement auf der Intersolar 2012

Von am 10. Juli 2012 in der Kategorie Energiemanagement mit 0 Kommentare
SmartHome / Energiemanagement Intersolar 2012

Bei meinem diesjährigen Intersolar-Besuch habe ich versucht, einmal alles unter die Lupe zu nehmen, was sich ein „Energiemanagement-System“ nennt. Während der Standbesuche habe ich festgestellt, dass es viele Anbieter gibt, die jeweils einen kleinen Teil des Energiemanagements abdecken. Daher möchte ich hier noch einmal meine Eindrücke beschreiben, die ich auf der Messe gesammelt habe.

 

Was ist intelligentes Energiemanagement?
Bestandteile eines intelligenten Energiemanagements

Bestandteile eines intelligenten Energiemanagements

Intelligentes Energiemanagement besteht (zumindest aus unserer Sicht) aus drei Stufen, die logisch aufeinander aufbauen.

Stufe 1
Basis für jedes Energiemanagement ist der Austausch und die Verarbeitung unterschiedlichster Informationen sowie die Analyse aller relevanten Energieflüsse im Haus. Das Ziel besteht darin, Prognosen sowohl für die Erzeugung als auch für den Verbrauch zu erstellen, die die Grundlage für jede vorausschauende Planung bilden. Außerdem muss der Nutzer mit den Informationen versorgt werden, die ihm einen sinnvollen Umgang mit seiner Energie erlauben.

Stufe 2
Mit einer entspechenden Steuerung kann der Betriebszeitraum von elektrischen Verbrauchern entsprend den in Stufe 1 gewonnenen Erkentnissen automatisch zeitlich verschoben werden. Das steigert Eigenverbrauch und Autarkie und entlastet den Nutzer.

Stufe 3
Die Zwischenspeicherung von Solarstrom für die spätere Nutzung steigert die Flexibilität beim Eigenverbrauch und erhöht damit die  Eigenverbrauchsquote noch weiter. Außerdem macht ein Batteriespeicher generell unabhängiger vom Versorgungsnetz (mehr Autarkie).

 

Dies waren die Funktionen, die ich auf der Intersolar von den Anbietern der Energiemanagement-Systeme erwartet habe. Auf der Messe waren diese Funktionen bei den vielen Anbietern in ganz unterschiedlicher Ausprägung zu sehen.

 

Stufe 1: Analyse, Prognose und Information

Fast alle Systeme, die ich mir angeschaut habe, konnten die Energieerzeugung und den Energieverbrauch in irgendeiner Weise visualisieren. Die meisten Systeme nutzen dazu die Daten der Stromzähler, der Energieerzeuger und Speicher (falls vorhanden). Manche Systeme waren sogar in der Lage, Details wie die Energieverläufe einzelner Verbraucher darzustellen. Das ist ausgesprochen interessant und informiert den Kunden über das Geschehen im Haushalt. Einspareffekte können durch den bewussten Umgang mit Energie entstehen, wenn der Nutzer sich mit seinem Stromverbrauch beschäftigt und sich auf die Änderung seines Verbrauchsverhaltens einlässt.

Die Vielzahl der Verbraucher innerhalb eines Haushaltes und das oft komplexe Verbrauchsverhalten der Geräte machen es dem Nutzer jedoch sehr schwer, mit seiner Verhaltensänderung ein optimales Ergebnis zu erreichen. Intelligenz liefert hier den entscheidenden Vorteil. Durch Analyse aller zur Verfügung stehenden Daten werden charakteristische Verbrauchs- und Erzeugungsmuster erkannt, und zur Prognose der zu erwartenden Energieflüsse verwendet. Die Darstellung von Handlungsempfehlungen, die auf diesen Daten beruhen, ermöglicht dem Kunden, sehr einfach gute Entscheidungen zu treffen.

Von den vielen Systemen, die ich mir angeschaut habe, konnte diese Funktion aber nur der Sunny Home Manager  bieten. Das war eine überraschende Erkenntnis für mich, da die Analyse und Prognose der Grundstein sind, auf dem die übrigen Funktionen wie Verbrauchersteuerung und der Einsatz von Energiespeichern aufbauen.
Ich habe versucht, alle Systeme zu untersuchen – wenn ihr doch ein weiteres System gesehen habt, das diese Funktion bietet, wäre ich sehr interessiert daran, es kennen zu lernen!

 

Stufe 2: Automatische Verbrauchersteuerung

SMA Smart Home auf der Intersolar

 

Die Anpassung des eigenen Verbrauchsverhaltens ist zugegebenermaßen eine harte Nuss – das weiß jeder, der schon einmal versucht hat, sparsamer mit seinem Auto zu fahren. Irgendwann denkt man nicht mehr dran, weil gerade schöne Musik im Radio läuft, und schwups ist der Durchschnittsverbrauch wieder etwas gestiegen. So wie ein Tempomat beim Auto kann auch eine automatische Verbrauchersteuerung für ein günstiges Verhalten sorgen. Hierzu waren ebenfalls ganz unterschiedliche Verfahren zu bewundern.

Die einfachste Möglichkeit, Geräte günstig zu aktivieren, besteht in der Beobachtung der erzeugten PV-Energie. Wenn über einen festgelegten Zeitraum ausreichend PV-Energie zur Verfügung steht, werden Verbraucher eingeschaltet. Manche Anbieter kombinieren dies mit einer Zeitvorgabe. Diese Systeme betrachten aber lediglich die vom Wechselrichter erzeugte PV-Leistung, haben also keine Zähleranbindung. So wissen sie nichts über den aktuellen Verbrauch im Haus und auch nichts über den eventuell verfügbaren Leistungsüberschuss. Auf dieser Basis lassen sich natürlich keine sinnvollen Entscheidungen treffen.

Etwas besser sind die Systeme mit Zähleranbindung, die den PV-Leistungs-Überschuss betrachten. Sie wissen zumindest über die aktuellen Energieflüsse Bescheid.

Doch auch das funktioniert nur selten optimal. Denn wenn z. B. um 11 Uhr genug PV-Überschuss erkannt und der Trockner eingeschaltet wird, muss dieser längere Zeit laufen, um das Trockenprogramm zu beenden. Wenn dann aber ab 11:30 Uhr zusätzlich gekocht wird, reicht der PV-Überschuss nicht mehr aus und Energie muss aus dem Netz bezogen werden. So gibt es viele Situationen, in denen eine derart einfache Steuerung kaum Vorteile bietet.

Die Königsklasse der Energiemanager nutzt daher Prognosen, um die verfügbare Energie im Tagesverlauf abzuschätzen. Dabei werden Kochzeiten oder der typische Betriebszeitpunkt elektrische Wasserheizer sowie alle anderen Verbraucher im Haushalt über den Stromzähler einbezogen und bei der Planung berücksichtigt. Im Beispiel von eben wird der Energiemanager mit der Aktivierung der Waschmaschine warten, bis die typische Kochzeit vorüber ist. Er stellt aber auch sicher, dass die Waschmaschine fertig ist, bevor am Abend mit großer Wahrscheinlichkeit der Durchlauferhitzer im Bad genutzt wird. Die Ergebnisse solcher planender Systeme sind natürlich erheblich besser, allerdings konnte ich außer dem Sunny Home Manager kein weiteres Gerät finden, das auf diese Weise arbeitet.

Die meisten Energiemanager steuern Verbraucher über Zwischenstecker, die die Stromzufuhr  unterbrechen und zu günstiger Betriebszeit wieder herstellen. Die Zwischenstecker sind zwar keine Optimallösung und funktionieren nicht mit jedem Gerät zusammen. Ihr Vorteil liegt aber darin, dass man einen Großteil der energieintensiven Geräte, die im Haushalt bereits vorhanden sind, schon heute für das Energiemanagement einsetzen kann. Der Nutzer muss so keine neuen Geräte kaufen.

Sehr wenige Energiemanager können sogar direkt mit speziellen Verbrauchern kommunizieren und auf diesem Weg auch ein- und ausschalten. So spart man sich den Zwischenstecker und der Energiemanager kann direkt vom Gerät abfragen, welche Leistungsaufnahme zu erwarten ist. Das ist z. B. bei einer Waschmaschine sinnvoll, die dann übermitteln kann, ob gerade ein 30°C-Programm mit geringem oder ein Kochwäscheprogramm mit sehr hohem Energieverbrauch gewählt ist.

 

Stufe 3: Zwischenspeicherung von Energie
Energieprofil eines Haushaltes mit verschiedenen Stufen des Energiemanagements

Energieprofil eines Haushaltes mit verschiedenen Stufen des Energiemanagements

Besonders das Thema Energiespeicher wurde von vielen Anbietern aufgegriffen. Dabei waren zwei Haupttrends zu sehen:

Optimierung der Systemkosten

Einige Anbieter konnten Systeme vorstellen, bei denen die Kostenoptimierung im Vordergrund steht. Der Trend geht hier zu Geräten, deren Installation möglichst einfach durchgeführt werden kann. Zum Beispiel werden oft PV-Wechselrichter und Batterie-Wechselrichter in einem Gerät kombiniert, sodass der Anschluss sehr ähnlich dem eines normalen PV-Wechselrichters ist. In manchen Geräten sind auch die Akkus bereits im Gerät eingebaut. Das verringert den Installationsumfang weiter, erlaubt aber oft keinen Austausch des Speichers. Sogar wandmontierbare Komplettsysteme inklusive Speicher waren zu sehen.
Bei den kostenoptimierten Systemen werden überwiegend kleine Lithium-Ionen-Batterien eingesetzt. Die Batterien können in weiten Teilen des Jahres voll ausgelastet werden und stellen ein Optimum zwischen dem Mehrertrag durch erhöhten Eigenverbrauch und den Kosten für die Batterie dar (in der Grafik rechts ist auf dem dritten Bild ein Profil eines kleinen Speichers zu sehen).

Maximierung des Eigenverbauchs und größere Autarkie

Auch die Maximierung von Eigenverbrauch und Autarkie wurde von vielen Herstellern adressiert. Diese Systeme waren ausgestattet mit größeren Batterien, die genug Energie aufnehmen können, um an vielen Tagen des Jahres autark vom Stromnetz zu sein. Es gibt Systeme, die sehr flexibel mit unterschiedlichen Batterietypen betrieben werden können, sodass die Wahl des Systems unabhängig von der Wahl des Batteriespeichers getroffen werden kann (die untere Grafik im Bild rechts zeigt ein typisches Leistungsprofil eines Batteriespeichers zur Maximierung der Autarkie).
Bei den Systemen mit größerer Batteriekapazität waren auch Systeme mit separatem Batterie-Wechselrichter zu sehen, sodass diese leicht in bestehenden Anlagen nachgerüstet werden können.

 

Der Gesamteindruck
Energiemanagement-Infowand

Energiemanagement-Infowand

 

Auf der Intersolar haben sich sehr viele Anbieter das Thema Energiemanagement auf die Fahnen geschrieben. Insgesamt gab es aber nur sehr wenige Systeme, die ein vollständiges und intelligentes Energiemanagement bieten. Das ist jedoch erforderlich, um den Eigenverbrauch und damit die Rentabilität des Systems zu maximieren und die Autarkie zu erhöhen. Daher sollte jeder Interessent eines Energiemanagement-Systems prüfen, welche Funktionen tatsächlich von dem jeweiligen System bereit gestellt werden. Oft stellt sich dann heraus, dass wichtige Teile fehlen.

Ich freue mich, dass wir bei SMA schon vor einiger Zeit wichtige  Trends rund um das Energiemanagement erkannt haben. So wurden mit dem Sunny Backup und dem Sunny Home Manager Produkte entwickelt, die heute bereits verfügbar sind und alle Aspekte eines vollständigen Energiemanagements abdecken können.

Noch mehr freue ich mich allerdings, dass das ganze Thema Energie­management bei euch so gut ankommt, was man auf dem Foto ganz eindrucksvoll sehen kann 😉 Die Stromnutzer und die Solarindustrie sind auf dem besten Wege, die Energieeffizienz – ganz ohne Vorgaben vom Wirtschaftsministerium – selbst zu erhöhen, indem intelligente Systeme beim optimalen Umgang mit Energie helfen.

 

Eure Meinung

Nun interessiert mich eure Meinung. Wie habt ihr das Thema Energiemanagement auf der Intersolar wahrgenommen? Was hat Euch besonders interessiert? Welchen Eindruck habt ihr gewonnen?

Ich freue mich wie immer schon sehr auf Eure Kommentare.

 

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Ich leite die Entwicklung der SMA Fuel Save Solution und sorge mit meinem großartigen Team dafür, dass Solarstrom in die entlegensten Winkel der Welt kommt
Meine Themen:
Energiemanagement auf elektrischen Inseln - im Wasser und im Sand

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