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Regenerative Energien

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Selbst erzeugter Strom lässt sich mit Smart-Home-Technologien an verschiedenste Geräte im Haus optimal verteilen. Worauf Sie achten sollten.

Text: Günther Ohland

Sonne und Wind liefern häufig dann Energie, wenn sie nicht vollständig verbraucht werden kann. Allerdings bieten Batteriespeicher mittlerweile eine durchaus praktikable Lösung, um überschüssigen Strom aufzunehmen. Frisch produzierte und gespeicherte Energie müssen im Haus jedoch bedarfsgerecht verteilt werden, damit das System insgesamt funktioniert. Für diese Aufgabe sind wiederum Smart-Home-Technologien prädestiniert. Das Musterhauses Alpenchic des Ökohausherstellers Baufritz in Poing zeigt beispielsweise, wie das funktionieren kann. Es handelt sich dabei nicht um einen teuren Prototyp; für die technische Ausstattung wurden ausschließlich am Markt verfügbare Serienprodukte verwendet.

Das Gebäude selbst ist ein KfW-Effizienzhaus 55 mit einem Jahresheizwärmebedarf von 22,13 kWh/m²a und einem Endenergiebedarf von 48,3 kWh/(m²a). Der Strom wird mit einer Photovoltaik-Anlage, einer erdgasbetriebenen Brennstoffzelle sowie eines Mini-Windrades ((Link zum Buchtipp?)) erzeugt. Die Elektroinstallation stützt sich auf den Smart-Home-Standard EnOcean mit batterielosen Funk-Sensoren in den Räumen, sowie Aktoren und Strommessern im Schaltschrank. Ein Industrie-PC mit der Software myHomeControl des Schweizer BootUp GmbH hat alle Werte in Echtzeitmessung jederzeit im Blick. Geschäftsführer Peter Hartmann: „Wir messen am Objekt die aktuelle Stromerzeugung und gleichzeitig den Verbrauch der Hausgeräte. Wird mehr produziert als benötigt, wird der Strom ins Elektroauto oder die Batterie geleitet. Besteht dann immer noch ein Überschuss, prüfen wir, ob Hausgeräte zusätzlich versorgt werden können.“ Zum Abbau von Stromspitzen eignen sich Tiefkühlgeräte, die ohne weiteres statt der normalen Temperatur von minus 18 Grad Celsius eine Zieltemperatur von minus 22 Grad Celsius akzeptieren. Waschmaschinen und Trockner lassen sich ebenfalls gut während der Photovoltaik-Spitzenzeit in den Mittagsstunden betreiben. Bei dem Musterhaus zielten alle Maßnahmen darauf ab, einen möglichst hohen Grad an Autonomie zu erreichen. Außerdem sollten die Nutzer nichts an Komfort einbüßen. Zwar werden sich die hier gemessenen Werte von einem mit einer Familie bewohnten Gebäude unterscheiden. Trotzdem zeigen die Zahlen in der folgenden Grafik, dass sich das Energiemanagement auszahlt.

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Die Photovoltaik erzeugt 8,5 Kilowatt, das Windrad null Kilowatt und die Brennstoffzelle benötigt 60 Watt für den eigenen Standby-Betrieb. Die Pfeilrichtung zeigt den Stromfluss an. Danach fließen 816 Watt in die Batterie, 1,585 Kilowatt in das E-Auto und 945 Watt in den allgemeinen Stromverbrauch, wie Licht, Steckdosen und Multimedia. Hausgeräte ziehen nur den Standby-Strom und die Warmwasserbereitung benötigt gerade keine Energie. 5,137 Kilowatt werden ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Die Register am oberen Rand der Abbildung zeigen „DG“ für Dachgeschoß, „EG“ für Erdgeschoß, „KG“ für Kellergeschoß, „Haustechnik“ und „Wetter“. Am rechten Rand befinden sich die Touch-Flächen für globale Szenen. Dies zeigt deutlich, dass die hier gezeigte Energiemanagementlösung keine Insellösung im Gebäude darstellt, sondern gewerkeübergreifend mit den verschiedenen Schnittstellen und Protokollen umgehen kann. Strom und Spannung der Stromquellen und Verbraucher in Echtzeit zu messen, quasi Smart-Metering im Haus, ist heute mit fast allen Bus-Systemen möglich. Batteriespeicher und Lüftungssysteme lassen sich per CAN-Bus oder Mod-Bus bedienen, einige inzwischen auch per Internet-Protokoll TCP-IP. Die Messung der Temperatur im Warmwasserspeicher und davon abhängig die Schaltung einer elektrischen Heizspirale ist ebenfalls kein Problem.

In einer weiteren Ausbaustufe ist die Nutzung der Standort-Wettervorhersage aus dem Internet mit Sonnenstunden, Windgeschwindigkeit und Temperaturen im Musterhaus vorgesehen. Diese Daten dienen unter anderem dazu, die Ladezeiten der Batterie und des E-Autos zu optimieren.

Im Baufritz Musterhaus-Park in Erkheim im Allgäu steht ebenfalls ein Gebäude, das mit dem myHomeControl-System ausgestattet ist. Die Energieversorgung erfolgt hier mit einer Photovoltaik-Anlage, kombiniert mit einer Luft-Wärmepumpe. Die Grafik zeigt, dass die Photovoltaik-Anlage 4,646 Kilowatt erzeugt. Davon wird mit 3,937 Kilowatt der größte Anteil in der Batterie gespeichert, die restlichen 588 Watt fließen in die allgemeine Stromversorgung. Mit Hilfe der Batterie werden zu diesem Zeitpunkt eine Eigennutzung von 100 Prozent und eine völlige Autonomie vom Stromnetz erreicht.

Energiefluss-Boot-Up

Die beiden Musterhäuser stehen zwar exemplarisch für den Einfamilienhausbau. Da größere Anlagen jedoch durch die Einsparung bei der Steuerungselektronik preiswerter sind und eine gleichmäßigere Auslastung erreicht wird, je mehr Verbraucher angeschlossen sind, empfiehlt sich diese Art der Stromoptimierung auch bei Objekten von sechs bis 24 Wohnungen.

Günther Ohland ist Fachjournalist, Buchautor, Initiator des SmartHome Paderborn und ­Vorsitzender der SmartHome Initiative Deutschland e. V.

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