Navigationssystem der Energieflüsse im Haushalt

Solarstrom wird intelligent

Die Zukunft der Energieversorgung wird digital und die Steuerung der dezentralen Energieversorgung übernehmen smarte Energiemanagementsysteme.

In Saitama nahe der Hauptstadt Tokio testet der japanische Automobilkonzern Honda gerade das Zusammenwirken von Ökostrom und E-Mobilität. Ziel des Pilotprojekts E-Kizuna ist es, die CO2-Emmissionen in der Testregion innerhalb von fünf Jahren um 50 Prozent im Vergleich zum Jahr 2000 zu senken. Im Mittelpunkt steht dabei ein Energiemanagement-System, dass der größte Motorenhersteller der Welt vor Ort in die Häuser integriert hat. Das Honda Smart Home System steuert dabei die Erzeugung und Verteilung von Energie und Wärme. Auch Elektrofahrzeuge sind eingebunden: Sie werden aus dem Haus versorgt, fungieren aber auch als Speichereinheit und geben bei Bedarf den Strom auch wieder ins Eigenheim ab.

Hoher Bedarf an smarten Technologien

Schon heute sind die regenerativen Energiequellen ein wichtiger Eckpfeiler der weltweiten Stromversorgung: Laut einer aktuellen Studie des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP) betrug der Anteil der erneuerbaren Energien am weltweiten Strommix 2016 mehr als 10 Prozent, in Deutschland liegt er schon bei knapp einem Drittel. Und Ökostrom wird hierzulande noch deutlich wichtiger: Die Bundesregierung hat für 2050 eine Energieversorgung vorgesehen, die zu 80 Prozent von Erneuerbaren gedeckt wird. Dies wird auch den Bedarf an smarten Technologien, wie jetzt von Honda getestet, weiter steigern. Denn in der Praxis gilt es, so schnell wie möglich eine Verbindung zwischen Verbrauchern, Maschinen, dezentralen Stromspeichern, erneuerbaren Energiequellen wie der Photovoltaik und Elektromobilität zu schaffen und diese Elemente in intelligenten Stromnetzen zusammenzuführen. „Smarte Technologien sind für die Energiewende essenziell“, findet auch Detlef Neuhaus. Der Geschäftsführer von Solarwatt aus Dresden glaubt, dass die Energiewirtschaft die Herausforderungen der kommenden Jahre nur mithilfe intelligenter Techniken tatsächlich bewältigen kann. In Smart Grids können Energiemanagement-Systeme wichtige Funktionen übernehmen. Die Geräte fungieren schon heute in vielen deutschen Haushalten als „Navigationssysteme der Energieflüsse“. Aktuell sind in Deutschland laut des Statista Digital Market Outlook etwa 500.000 Energiemanagement- und Smart Home-Geräte im Einsatz. Und das Potenzial ist groß: Die Experten von Statista gehen davon aus, dass bis 2020 mehr als zwei Millionen der intelligenten Systeme in Deutschland installiert sein werden. Doch was genau sind Smart Home- und Energiemanagement-Systeme? Das Energiemanagement kann aus Expertensicht als Teil der Smart Home-Anwendung verstanden werden. „Smart Home besteht aus verschiedenen Säulen wie Entertainment, Sicherheit oder auch Health Care. Das Thema Smart Energy gehört ebenfalls dazu. Denn zu einem intelligenten Heim gehört auch, dass die Energie intelligent genutzt wird“, erklärt Stefan Peeck, Produktmanager für Energiemanagement-Systeme bei Solarwatt. Ein Energiemanagement-System habe dabei verschiedene Funktionen: „Erstens das Schalten von Verbrauchern, um anliegenden Solarstrom in einem dezentralen Energiesystem möglichst so zu nutzen, dass sich der Eigenverbrauch erhöht – und zweitens die Transparenz“, so Peeck weiter.

Energiemanager: Herzstück der dezentralen Stromversorgung

Der Strom wird in einem modernen und intelligenten Energiesystem per PV-Anlage auf dem eigenen Hausdach erzeugt; ein effizientes Speichersystem sorgt dann dafür, dass die Energie im eigenen Haushalt oder in der Gewerbeeinheit auch dann verwendet werden kann, wenn die Sonne nicht scheint. Der Energiemanager fungiert als Steuerungseinheit. Er regelt, wann Großverbraucher wie beispielsweise eine Wärmepumpe oder ein Elektrofahrzeug angesprochen werden und wann der Strom im hauseigenen Batteriesystem gespeichert wird. Zudem sorgt er für mehr Transparenz, was im Ergebnis schon zu einer höheren Energie-Effizienz führen kann. „Einer Privatperson fehlt im Grunde das Gefühl dafür, wie der Strom in den eigenen vier Wänden verbraucht wird.

Ein Energiemanager macht die Energieflüsse im Haus oder in einem Unternehmen sichtbar und versetzt die Nutzer in die Lage, auf den Stromverbrauch positiv Einfluss zu nehmen“, so Stefan Peeck. Aufgrund der Strompreisentwicklung ist es mittlerweile längst wirtschaftlich sinnvoll, eine Solaranlage mit Speichersystem zu betreiben und so die eigene Energieautarkie zu verbessern. „Ein solares Gesamtsystem inklusive intelligentem Energiemanager und wirtschaftlichem Batteriespeicher erzeugt heute schon PV-Strom zu einem Preis, der deutlich günstiger ist als der Strombezug aus dem Netz“, sagt Solarwatt-Chef Detlef Neuhaus. Ein Energiemanagement-System steuert dabei die Stromquellen, die Stromverbraucher und den Speicher entsprechend, dass eine möglichst hohe Energieautarkie erreicht wird. Zusätzliche Energie wird also nur noch vom Stromanbieter gekauft, wenn selbst nicht genug PV-Strom produziert wird und die angehängte Batterie leer ist.

Wärmeversorgung durch erneuerbare Energien

Auch die Bereiche Solarenergie und Wärmeerzeugung wachsen immer mehr zusammen und werden von einem Energiemanager effizient miteinander verknüpft. Denn eine immer größere Zahl an Haushalten nutzt die PV-Anlage in Teilen auch zur Warmwasseraufbereitung. Seit April 2015 werden Haushalte, Unternehmen und Kommunen, die bei der Wärmeversorgung auf erneuerbare Energien setzen, von der Bundesregierung gefördert. Mehr als 300 Millionen Euro pro Jahr stehen für das Projekt zur Verfügung. Die Nachfrage ist enorm und das aus gutem Grund: Eine groß angelegte Studie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme in Freiburg ISE kam bereits 2012 zu dem Schluss, dass sich Strom und Wärme in Deutschland zu 100 Prozent mit regenerativen Energien erzeugen lassen. Das hätte zur Folge, dass Erdgas und Heizöl nicht mehr importiert werden müssten. Die Deutschen könnten so insgesamt knapp 50 Milliarden Euro einsparen. Wenn dies mal kein Grund für die Wärmewende ist, unterstützt durch intelligente Systeme.