26 Okt Ein Leitfaden für Home Energy Management Systems (HEMS)

Einzelne Haushalte spielen eine wichtige Rolle bei der Transformation des globalen Energieverbrauchs, um eine nachhaltigere Welt aufzubauen. Nach Angaben der Europäischen Kommission machte der inländische Energieverbrauch 2019 26% des Endenergieverbrauchs aus. Das ist fast ein Drittel des gesamten Energieverbrauchs. (Quelle)

Wie können Haushalte also sicherstellen, dass ihr Energieverbrauch nachhaltig ist?

Mit dedizierten Systemen, die sowohl Hard- als auch Software enthalten, um den Energieverbrauch von Geräten in einem Haushalt zu überwachen, Feedback zu geben und sogar zu steuern. Es ermöglicht Hausbesitzern, ihre Energiekosten zu sparen und ihre Haushalte umweltfreundlicher zu machen.

Es gibt viele Systeme, die Energiemanagement verwenden, um eine effiziente Energienutzung zu gewährleisten und eine stabile Energiequelle bereitzustellen, um den Energiebedarf jeder Art von Infrastruktur zu decken. Solche Systeme, die sich nur auf die Optimierung des Energieverbrauchs in Privathaushalten konzentrieren, werden als Home Energy Management Systems (HEMS) bezeichnet

Bringing Energy Management Home

Energiemanagement ist ein breites Thema, das alle Aspekte der Ressource Energie umfasst.
Sie gilt von der Energieerzeugung bis zu ihrer Verteilung und ihrem Endverbrauch durch verschiedene Arten von Infrastrukturen.

Da sich die Verbrauchsgewohnheiten eines Hauses stark von denen eines Gewerbe- oder Industriegebäudes unterscheiden, benötigen Haushalte eigene Energiemanagementsysteme.

Darüber hinaus möchten viele Smart Homes durch eine eigene Energiequelle mit Solardächern selbsttragend werden. Intelligente Systeme, die das Energieverbrauchsverhalten eines Haushalts lernen, werden nicht nur benötigt, um den Eigenverbrauch zu maximieren, sondern auch, um sicherzustellen, dass die Energieversorgung nicht unterbrochen, sicher und stabil ist.

Integration von Ladesäulen für Elektrofahrzeuge mit HEMS

Für Haushalte mit Elektrofahrzeugen und Ladestationen besteht ein zusätzlicher Energiebedarf zum Laden von Elektrofahrzeugen. Ladestationen für Elektrofahrzeuge können mit Hilfe des Lastmanagements in das Energiemanagementsystem eines Hauses integriert werden. Lastmanagement ist die Anpassung des Energiebedarfs an den Verbrauch, auch bekannt als “Last” in der Energiewirtschaft.

Es gibt zwei Arten von Lastmanagement, die angewendet werden können, um einen Haushalt in der Lage zu haben, Elektroautos ohne Störung des Energieverbrauchs des Hauses aufzuladen. Eines davon ist das statische Lastmanagement, bei dem der Energiebedarf zum Laden von Elektrofahrzeugen außer Acht gelassen wird. Dies macht die Energie für den Rest der Haushaltsgeräte für ihre Verwendung nicht verfügbar.

Die andere Methode des Lastmanagements ist dynamisch. Bei dieser Methode werden alle Energiequellen berücksichtigt, die für das Haus verfügbar sind. Und dann wird je nach aktuellem Energiebedarf für den Haushalt eine entsprechende Energiemenge an die Ladestationen weitergegeben. Dies stellt sicher, dass die aktuellen Haushaltsbedürfnisse nicht unterbrochen werden.

Dynamisches Lastmanagement bietet eindeutig mehr Flexibilität und eignet sich besser für die Integration von Ladestationen für Elektroautos in HEMS. Mit einem intelligenten Hardware-Software-System für das Energiemanagement ist ein solches dynamisches Lastmanagement möglich, um die Energieversorgung zuverlässig zu gestalten und gleichzeitig einen optimalen Energieverbrauch zu gewährleisten.

Wie funktionieren Home Energy Management Systeme (HEMS)?

Ein Hausenergiemanagementsystem ist eine Kombination seiner Hard- und Softwarekomponenten, die zusammenarbeiten, um den Energieverbrauch eines Hauses effizient zu verwalten. Das HEMS funktioniert an der Schnittstelle von drei verschiedenen Sektoren innerhalb eines Hauses: Haushaltsgeräte, Zähler und Kommunikationsnetzwerk. (Quelle)

Hardware:

Die primäre Hardware ist die zentrale Einheit des HEMS, die für das Funktionieren des Systems entscheidend ist. Dieses Gerät ist an der elektrischen Hauptschalttafel des Hauses installiert, die für die Verteilung der Stromversorgung im Haus verantwortlich ist. Es fungiert als zentraler Punkt für die gesamte Kommunikation und Datenübertragung zwischen Energiemanagementgeräten, dem Benutzer und Haushaltsgeräten.

Abgesehen von dieser Zentraleinheit gibt es andere Hardwarekomponenten, die die Funktionen eines HEMS verbessern können. Energiemanagementgeräte wie Photovoltaikbatterien, Smart Meter & Schalter, Sensoren usw. auch unter der Hardware kommen, die ein Teil von HEMS ist.

Software:

Die Software in einem HEMS regelt die Daten und Kommunikation zwischen den Geräten und dem Benutzer. Es nutzt das Kommunikationsnetzwerk, um die Informationen zwischen dem HEMS, dem Lieferanten und dem Benutzer weiterzuleiten. Darüber hinaus besteht die Software aus einem Algorithmus, der die Energieverbrauchsdaten analysiert und nach Optimierungsmöglichkeiten sucht.

Seine Definition kann sich auch auf den Teil erstrecken, der als Schnittstelle zwischen dem Benutzer und dem HEMS fungiert. Es sendet die von den Geräten gesammelten Informationen zum Energieverbrauch und gibt basierend auf den Daten Feedback und Vorschläge zur Energieeinsparung. Es kann zwar Eingaben von Benutzern entgegennehmen und den Befehl an die Geräte senden.

Darüber hinaus kann es verschiedene Funktionen ermöglichen, die es dem Benutzer ermöglichen, den Energieverbrauch der Geräte im Haushalt besser zu kontrollieren. Zum Beispiel zeitbasierte oder bedingte Regeln zur Steuerung von Geräten oder der für Geräte verwendeten Energiequelle. Für anspruchsvollere Systeme macht der Einsatz von maschinellem Lernen / künstlicher Intelligenz (KI) das System viel intelligenter und verbessert die Energieeffizienz des Haushalts.

Mach mit bei der HEMS-Revolution

HEMS bieten großartige Möglichkeiten zur Kontrolle des Energieverbrauchs im Haushalt, indem sie es Benutzern ermöglichen, ihren Energieverbrauch zu verfolgen, die Informationen an sie und andere Geräte weiterzugeben und auf empfangene Anweisungen zu reagieren.

Mit fortschreitender Technologie werden noch mehr ausgefeilte Geräte und Algorithmen in HEMS integriert, um die bestmöglichen Schritte zu gewährleisten, um ein Zuhause energieeffizient und zuverlässig zu machen. Und Hausbesitzer können nicht nur Energiekosten sparen, sondern auch eine wertvolle Rolle in der Nachhaltigkeitsbewegung spielen.