Energiemanagementsystem: Strom dank HEMS schlau nutzen

Ein Energiemanagementsystem für den Haushalt, auch Home Energy Management System (HEMS) genannt, passt die Energieflüsse an, um mehr aus der PV-Anlage herauszuholen und Stromkosten zu sparen. Wie es sich lohnt.

• HEMS ist sinnvoll, wenn es eine Solaranlage und einen Stromspeicher gibt

• Der Energiemanager optimiert Stromverbrauch und -produktion zu Hause

• Solarstrom wird durch smarte Steuerung bestmöglich genutzt und verteilt

Was ist ein HEMS (Home Energy Management System)?

Ein Home Energy Management System (HEMS) überwacht, optimiert und steuert die Energieflüsse im Haushalt. Es verbindet PV-Anlage, Stromspeicher, Wallbox, Wärmepumpe und andere smarte Elektrogeräte miteinander, um möglichst viel selbst erzeugten Solarstrom zu nutzen und so die Energiekosten zu senken. Mit so einem Energiemanagementsystem können Sie auch von dynamischen Stromtarifen profitieren. In modernen Stromspeichern ist es oft integriert.

Es gibt passive und aktive HEMS. Die einen Systeme sind darauf ausgerichtet, den Stromverbrauch im Haus zu überwachen. Die anderen Tools optimieren zusätzlich die Energieflüsse im Haushalt und die Energienutzung der Geräte. Wichtig sind dafür präzise Messdaten – diese können durch herstellereigene Stromzähler bereitgestellt werden oder über einen Smart Meter im Haus.

Über eine App oder ein Online-Portal können Haushalte, die HEMS verwenden, ihre Verbräuche einsehen und steuern, wann welche Geräte und Komponenten automatisiert Strom erhalten. Zum Beispiel in Zeiten von PV-Überschüssen. Viele HEMS greifen auf Wetterprognosen zu. So nutzt man mehr des günstigen Solarstroms vom Dach und benötigt weniger von dem teureren Netzstrom.

Wie funktioniert ein Energiemanagementsystem?

Das sind die wesentlichen Funktionen eines Home Energy Management Systems (HEMS):

• Datenerfassung: Das HEMS sammelt zunächst die Daten zur Stromproduktion zum Beispiel durch die PV-Anlage und zum Stromverbrauch der verschiedenen Geräte im Haushalt. Dafür müssen sie vernetzt sein. Viele Systeme greifen außerdem auf Wetterprognosedaten zu.

• Datenanalyse: Die aktuellen Stromdaten zum Beispiel der PV-Anlage, des Batteriespeicher und der Wärmepumpenanlage werden über die WLAN-Verbindung an die HEMS-Software gesendet und analysiert, um ein genaueres Bild von den Energieflüssen im Haus zu erhalten.

• Optimierung und Steuerung: Das HEMS kann mit der vernetzten Haustechnik kommunizieren und den Energiefluss steuern. Durch zeitgesteuerte Nutzung kann es etwa den Verbrauch des eigenen Solarstroms maximieren und den Bezug von externem Netzstrom minimieren.

• Visualisierung: Die Bewohnerinnen und Bewohner des Hauses können über eine App oder ein Webinterface in Echtzeit sehen, welche Geräte wie viel Strom verbrauchen und produzieren. Die Steuerung für die automatisierte Energieoptimierung können sie dort anpassen.

Was braucht man für ein HEMS im Privathaushalt?

Grundvoraussetzung ist eine Internetverbindung im Haushalt. Sein volles Potenzial kann das HEMS erst in Verbindung mit einem Stromspeicher entfalten. Er speichert überschüssigen Solarstrom, der gerade nicht benötigt wird. Steht später keine Energie aus der PV-Anlage zur Verfügung, gibt die Steuertechnik den Überschuss aus dem Speicher frei. Zu den technischen Anforderungen zählen außerdem ein kompatibler Wechselrichter und eine Anbindung an den Stromzähler im Haus. Ein intelligentes Messsystem, der sogenannte Smart Meter, ist kein Muss.

Ein HEMS besteht typischerweise aus:

• Zentraler Steuereinheit
  Verbindet Geräte im Haushalt und analysiert Energiedaten.

• Smart Meter / Messsystem
  Zum Erfassen von Stromerzeugung und -verbrauch im Haus.

• Energiezählern / Sensoren
  Zum Messen der Energieflüsse einzelner Geräte.

• Kommunikationsschnittstellen
  z. B. WLAN, LAN, Modbus, EEBus, herstellerspezifische Protokolle.

Welche Geräte kann das HEMS-System steuern?

• Photovoltaikanlage

• Stromspeicher

• Wärmepumpe

• Wallbox

• Klimaanlage

• Smart Meter

• smarte Haushaltsgeräte wie Waschmaschine oder Spülmaschine

• smarte Steckdosen (und somit auch nicht vernetzte Geräte)

Die Integration großer Stromverbraucher im Haushalt gelingt oft unkompliziert ohne größere Umbauten – vorausgesetzt, die Kompatibilität ist gegeben. Bei Wärmepumpen weist zum Beispiel das SG-ready-Label darauf hin, dass sie sich in ein intelligentes Stromnetz einbinden lassen. Die Hersteller geben Auskunft über die unterstützten Geräte und Schnittstellen.

Ein HEMS lässt sich auch in ein ganzheitliches Smart-Home-System zur Digitalsteuerung von Raumklima, Beleuchtung, Entertainment und Sicherheit zu Hause integrieren. Es entscheidet automatisch, wann die vernetzten Geräte am besten laufen und woher sie Strom beziehen sollen. Moderne Waschmaschinen, Wäschetrockner und Geschirrspüler lassen sich oft flexibel steuern.

Auch die Wallbox können Sie mit einem HEMS dann zum Laden des E-Autos aktivieren, wenn viel günstige Solarenergie aus der PV-Anlage kommt oder der Speicher genügend Strom übrig hat.

Was bringt ein Energiemanagement im Haushalt?

Die intelligente Steuerung durch ein HEMS steigert den Eigenverbrauch von Solarstrom und senkt den Bedarf an Netzstrom. Sie sparen Geld und sind unabhängiger von Preisschwankungen am Strommarkt. Sinnvoll ist ein Energiemanager vor allem, wenn steuerbare Großverbraucher im Haushalt vorhanden sind, die sich mit PV-Anlage und Stromspeicher synchronisieren lassen. Doch nicht jedes Gerät ist zeitlich flexibel steuerbar. Kühlschrank und Gefriertruhe müssen zum Beispiel immer laufen. Eine HEMS-Einbindung nützt hier nichts.

Ein HEMS zeigt zudem in Echtzeit die Stromfresser im Haushalt und somit Einsparpotenziale an.

Zusammen mit einem Stromspeicher und einem dynamischen Stromtarif kann ein HEMS auch sinnvoll sein, wenn man nur Strom aus dem öffentlichen Netz bezieht und keine PV-Anlage hat. Bei dynamischen Stromtarifen ändern sich die Preise im 15-Minuten-Takt. Kundinnen und Kunden erfahren davon am Vortag. Mit diesen Infos bezieht die intelligente Steuertechnik im Haus den Strom zu den möglichst günstigen Zeiten aus dem Netz und füllt damit den Batteriespeicher.

Um dynamische Stromtarife nutzen zu können, muss das HEMS mit der App oder Schnittstelle des Anbieters kommunizieren, die die aktuellen Preise liefert. Das nennt man Preissignalfähigkeit.

Was spart man mit einem HEMS und Photovoltaik?

Wie viel Geld sich mit einem HEMS sparen lässt, hängt vor allem davon ab, wie viel mehr selbst erzeugten Solarstrom Sie dadurch nutzen können – und wie hoch die Anschaffungskosten des Systems sind. Der Eigenverbrauchsanteil ist wiederum abhängig von den Preisen für normalen Haushaltsstrom aus dem öffentlichen Netz und der EEG-Vergütung für eingespeiste Solarenergie. Jede Kilowattstunde, die man mit der PV-Anlage erzeugt und selbst verbraucht, muss man nicht für 30 oder 40 Cent von einem Energieanbieter beziehen.

Je mehr Geräte im Haushalt zeitlich flexibel betrieben werden können – etwa Wärmepumpe, Stromspeicher oder Wallbox –, desto stärker lässt sich der Eigenverbrauch von Photovoltaik-Energie steigern. Die Verbraucherzentrale geht dabei typischerweise von einem Vorteil von 20 bis 30 Cent pro zusätzlich selbst genutzter Kilowattstunde aus. Das entspricht genau der Differenz zwischen Haushaltsstrompreis und Einspeisevergütung bei neuen PV-Anlagen.

Wie viel kostet ein Energiemanagementsystem?

Die Anschaffungskosten für ein HEMS variieren stark – je nach Anbieter, Funktionsumfang und Elektrotechnik im Haushalt. Laut Verbraucherzentrale fallen für ein Energiemanagementsystem mit Einbindung von PV-Anlage, Stromspeicher, Wärmepumpe, Wallbox und weiterer relevanter Haushaltsgeräte schnell mehr als 1000 Euro an. Die Montage ist dabei in der Regel enthalten.

Hinzu können demzufolge – je nach Anbieter des HEMS – noch monatliche Gebühren für die Speicherung der Daten in der Cloud kommen. Diese liegen im zweistelligen Euro-Bereich.

Wo gibt es Förderung für HEMS?

Der Staat bezuschusst die Anschaffung von heimischen Energiemanagementsystemen. Beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) können Verbraucherinnen und Verbraucher die Förderung beantragen, wenn dadurch die Energieeffizienz des Hauses steigt.

Das BAFA übernimmt 15 Prozent der förderfähigen Ausgaben für den Einbau digitaler Systeme zur energetischen Betriebs- und Verbrauchsoptimierung in Wohngebäuden. Der Investitionswert muss mindestens 300 Euro betragen. Genaue Konditionen und technische Anforderungen sind unter "Einzelmaßnahmen" der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) zu finden.

Zusätzlich sind HEMS beim Kauf von der Umsatzsteuer befreit. Diese Mehrwertsteuerbefreiung gilt sowohl für PV-Anlagen als auch für wesentliche Komponenten.

Kauf und Installation eines HEMS

Beim Kauf eines Energiemanagementsystems fürs Zuhause ist die Kompatibilität mit den vorhandenen Geräten wichtig. Hier lohnt es, sich beraten zu lassen. Für die Installation sind oft Arbeiten am Stromzähler nötig. Die zentrale Kontroll- und Steuerungseinheit wird als kleiner Kasten im Schaltschrank integriert. Die Montage der Hardware muss ein Fachbetrieb vornehmen.

Auch bei der ersten Einrichtung empfiehlt es sich, einen Profi zu Rate zu ziehen. Zunächst wird das System einige Wochen benötigen, um alle relevanten Verbrauchsdaten zu sammeln und passend auszuwerten. Es lohnt sich, die Vorgänge des HEMS im Blick zu behalten, damit die Optimierungen effizient und wirtschaftlich sind – ohne den Alltag einzuschränken.

Ein Energiemanagementsystem erfordert keine aufwendige Wartung. Wichtig ist, die Software mit Updates auf dem neuesten Stand zu halten, um aktuelle Funktionen und Sicherheitsprotokolle zu erhalten. Steuergeräte, Stromzähler oder Smart Meter müssen nur ab und zu vor Ort überprüft werden. Bei der Wartung der PV-Anlage sollte auch die HEMS-Hardware gecheckt werden.