Intelligenter Energiemanager für Gebäude

PV-Anlage, Batteriespeicher, Wärmepumpe, Wallbox: Moderne Gebäude sind heute mit zahlreichen Komponenten ausgestattet, die Energie erzeugen oder verbrauchen. Doch je mehr Komponenten von meist unterschiedlichen Herstellern verbaut sind, desto komplexer wird eine optimierte und aufeinander abgestimmte Steuerung aller Energieflüsse im gesamten Gebäude. Die Lösung ist unser neuer selbstlernender Energiemanager für Gebäude – Enbas –, der als intelligente Verbindungsstelle für alle Komponenten fungiert.

Ob neugebaut oder saniert, viele moderne Gebäude haben eins gemeinsam: Sie sollen energetisch optimiert sein und die vorhandene Energie effizient nutzen. Dass diese Energie zumindest zu einem Teil selbst erzeugt wird, dafür sorgt die Solarpflicht, die beispielsweise in NRW ab 2025 für alle Neubauten gilt und ab 2026 auch auf Bestandsgebäude ausgeweitet wird. Viele Eigentümer*innen installieren deshalb Solaranlagen, die Energiekosten und CO₂-Emissionen senken sollen. Gleichzeitig treten mit Wallboxen für das Laden von E-Autos und Wärmepumpen große Verbraucher auf den Plan, die zu unterschiedlichen Zeiten große Mengen an Strom benötigen – auch dann, wenn die Produktion der Solaranlage diese Bedarfe nicht decken kann. Für weitere Herausforderungen sorgen neue gesetzliche Vorgaben wie beispielsweise der §14a des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG), der besagt, dass große Verbraucher wie Wärmepumpen und Ladeinfrastruktur durch den Netzbetreiber steuerbar sein müssen. Mit dem Energiemanager Enbas als intelligentes, steuerndes Element kann diese Vorgabe erfüllt werden. Doch wie können die Energieflüsse aller Verbraucher und Erzeuger so aufeinander abgestimmt werden, dass die Eigentümer*innen deutlich profitieren?

Die Voraussetzung für die effiziente Nutzung von Energie ist vor allem die Kenntnis über die Energieströme. Nur wenn alle Verbräuche sowie die erzeugten Mengen klar sind, kann ein Energiemanagement gelingen. Dafür verbindet sich Enbas als Energiemanager mit allen im Gebäude vorhandenen Komponenten, von der Solaranlage und dem zugehörigen Batteriespeicher über die Wärmepumpe bis zur Wallbox. Diese stammen nur in den seltensten Fällen von einem Hersteller. Um trotzdem eine Verknüpfung zu erreichen, zeichnet sich Enbas wie alle energielenker-Produkte durch seine Herstellerneutralität aus. Dank zahlreicher Schnittstellen schafft die Lösung eine Vernetzung mit allen Komponenten. Die Verbindung mit allen Erzeugern und Verbrauchern nutzt unser Energiemanager im Gebäude für eine umfassende Datensammlung.

Mit Enbas werden alle Energieflüsse überwacht und anschließend in der integrierten Datenbank aufgezeichnet. Doch der Energiemanager geht weit über die reine Erfassung und Darstellung der gemessenen Werte hinaus. Vielmehr handelt es sich um ein selbstlernendes System, das die Daten nutzt, um dank holistischer KI-Algorithmen Regelmäßigkeiten zu erschließen. So erlernt Enbas zunächst das Nutzungsverhalten der Bewohner*innen eines Gebäudes. Fragen, die dabei beantwortet werden, sind:

• Wann benötigen die Bewohner*innen wie viel Strom?
• Wann werden wie viele E-Autos an die Ladeinfrastruktur angeschlossen und wie lange werden diese geladen?
• Wann wird Warmwasser in welcher Menge bezogen?
• Wann wird die Heizungsanlage angestellt und wann nicht?

Doch der Energiemanager nimmt nicht nur die Verbrauchsmuster in den Blick, sondern ebenso das Verhalten von PV-Anlage oder anderen Erzeugern. So erlernt Enbas, wann wie viel Strom erzeugt wird, wann ein Überschuss vorliegt und wie sich Verbrauch und Erzeugung effizient zusammenbringen lassen.

Doch wozu dient es, wenn ein System wie Enbas das Verhalten der Komponenten und Bewohner*innen gleichermaßen erlernt? Damit wird die Basis für detaillierte Prognosen geschaffen, die Stromverbrauch, Wärmebedarf und Stromerzeugung für die kommenden Tage vorhersagen. So ergeben sich aus den bekannten Regelmäßigkeiten Hinweise darauf, wie ein optimaler Energiefahrplan aussieht. Wird beispielsweise in den frühen Morgenstunden zum Duschen stets viel warmes Wasser genutzt, wird zu diesem Zeitpunkt auch künftig ein hoher Energiebedarf vorliegen, den es zu decken gilt. Mit in die Prognosen einbezogen werden auch unterschiedlichste externe Daten. Dazu zählen z. B.:

• Wettervorhersagen zur Bestimmung der erwarteten Solarstrahlung und Temperatur
• Kalenderdaten
• Zeitvariable Stromtarife

Hierbei geben Wettervorhersagen Auskunft darüber, wie hoch voraussichtlich die Produktion der Solaranlage sein wird und ob die Heizungsanlage genutzt wird. Die Kalenderdaten weisen hingegen darauf hin, wenn das Nutzungsverhalten an einem Wochentag eher dem am Wochenende gleicht, da beispielsweise ein Feiertag anliegt und die Bewohner*innen das Haus nicht zur Arbeit verlassen. Ab 2025 müssen Energieversorgungsunternehmen Informationen über zeitvariable Stromtarife anbieten. Dadurch lässt sich bestimmen, wann Energie aufgrund günstiger Preise eher aus dem öffentlichen Netz bezogen und der eigene PV-Strom zwischengespeichert werden sollte und wann Letzterer aufgrund höherer Bezugspreise voraussichtlich kostensparend einzusetzen ist.

Die von Enbas erstellten Prognosen werden stetig angepasst sowie optimiert und bilden die Grundlage für die spätere Steuerung der Energieflüsse, beispielsweise im Zusammenspiel von Wärmepumpe und Wallbox. Ist ein hoher Warmwasserverbrauch zu erwarten, wird die Ladung des E-Autos noch nicht gestartet. Stattdessen werden dafür die Nachtstunden genutzt, wenn ein geringerer Energieverbrauch im Haus und niedrigere Energiekosten absehbar sind.

Ein umfassendes Energiemanagement in Gebäuden bedeutet für Eigentümer*innen sowie Bewohner*innen große Kostenersparnisse. So können die vorhandenen und selbst produzierten Energiemengen bestmöglich genutzt werden. Mit Enbas ist dies bei Komponenten unterschiedlichster Hersteller sowie bei Altgeräten möglich. Dank detaillierter, mit KI-Algorithmen erstellter Prognosen sorgt das System für deutliche Kostenersparnisse. Zudem erfüllt der selbstlernende Energiemanager regulatorische Vorgaben und schafft damit Zukunftssicherheit.