Was ist ein HEMS und warum wird es für Eigenheime wichtiger?

Ein HEMS ist die intelligente Schaltzentrale für die Energieversorgung eines Hauses. Die Abkürzung steht für Home Energy Management System, auf Deutsch Heim-Energiemanagementsystem. Das System führt Informationen aus verschiedenen Energieanlagen und Geräten zusammen. Es erkennt beispielsweise,

• wie viel Strom die Photovoltaikanlage gerade erzeugt,
• wie hoch der aktuelle Verbrauch im Haus ist,
• wie voll der Batteriespeicher ist,
• wann das Elektroauto geladen werden soll,
• wie viel Energie die Wärmepumpe benötigt und
• wann Strom aus dem Netz besonders günstig ist.

Auf dieser Grundlage koordiniert das HEMS die angeschlossenen Komponenten. Es entscheidet automatisch, welche Energiequelle zu welchem Zeitpunkt genutzt wird und wohin überschüssiger Strom fließt.

Damit ist ein HEMS mehr als eine App, die lediglich den aktuellen Stromverbrauch anzeigt. Ein vollwertiges Energiemanagementsystem kann aktiv steuern, wann Geräte arbeiten, wann Energie gespeichert und wann Strom aus dem Netz bezogen oder eingespeist wird.

Ein HEMS arbeitet im Wesentlichen in vier Schritten: Es erfasst Daten, bewertet die aktuelle Energiesituation, berücksichtigt Prognosen und steuert die angeschlossenen Geräte. „Ein HEMS sorgt dafür, dass die einzelnen Komponenten im Haus nicht nebeneinander, sondern miteinander arbeiten. So wird aus mehreren technischen Lösungen ein abgestimmtes Energiesystem“, erläutert Andy Satzer.

Zunächst sammelt das System Informationen über Stromerzeugung, Verbrauch und Speicherstände. Je nach Ausstattung können auch Wetterprognosen, erwartete Solarerträge, typische Verbrauchsmuster und die Strompreise der kommenden Stunden einbezogen werden.

Die Bewohner legen selbst fest, welche Anforderungen das System erfüllen soll. So kann beispielsweise vorgegeben werden, dass das Elektroauto morgens zu mindestens 80 Prozent geladen ist, die gewünschte Raumtemperatur nicht unterschritten wird und der Batteriespeicher eine bestimmte Reserve behält. Gleichzeitig kann das HEMS darauf ausgerichtet werden, möglichst viel Solarstrom direkt im Haus zu nutzen und Netzstrom bevorzugt in preisgünstigen Zeitfenstern zu beziehen.

Innerhalb dieser Vorgaben optimiert das System die Energieflüsse automatisch. Die Bewohner müssen dafür nicht laufend Wetterprognosen, Strompreise und Anlagenwerte prüfen.

Welche Komponenten eingebunden werden können, hängt vom jeweiligen HEMS und den unterstützten Schnittstellen ab. Typisch sind folgende Anlagen:

• Photovoltaikanlage: Das HEMS erfasst, wie viel Solarstrom aktuell erzeugt wird. Anschließend verteilt es die verfügbare Energie auf Haushalt, Batteriespeicher, Wärmepumpe oder Wallbox.
• Batteriespeicher: Überschüssiger Solarstrom kann im Speicher für später aufbewahrt werden. Das HEMS entscheidet, wann das Laden oder Entladen sinnvoll ist. Bei einem dynamischen Tarif kann es außerdem prüfen, ob günstiger Netzstrom gespeichert werden soll.
• Wärmepumpe: Eine Wärmepumpe benötigt vor allem in der Heizperiode vergleichsweise viel Strom. Innerhalb bestimmter Grenzen lässt sich ihr Betrieb zeitlich verschieben. So kann sie beispielsweise bevorzugt dann Wärme erzeugen, wenn viel Solarstrom vorhanden oder Netzstrom günstig ist.
• Wallbox und Elektroauto: Ein Elektroauto steht häufig mehrere Stunden an der Wallbox, muss aber nicht während der gesamten Zeit mit voller Leistung laden. Das HEMS kann den Ladevorgang an Solarertrag, Strompreis und gewünschte Abfahrtszeit anpassen.
• Haushaltsgeräte und Warmwasserbereitung: Je nach System lassen sich auch ausgewählte Haushaltsgeräte, Heizstäbe, Klimaanlagen oder Warmwasserspeicher einbinden. Voraussetzung ist, dass die Geräte steuerbar sind und mit dem HEMS kommunizieren können.

Erfahren Sie hier, welche Geräte sich flexibel steuern lassen.

In vielen Eigenheimen steigt die Zahl der elektrischen Energieanlagen. Zur klassischen Stromversorgung kommen Photovoltaik, Batteriespeicher, Wärmepumpe, Wallbox und Elektroauto hinzu.

Werden diese Komponenten unabhängig voneinander betrieben, kann Energie zu ungünstigen Zeiten verbraucht oder gespeichert werden. So könnte das Elektroauto abends Netzstrom laden, obwohl mittags Solarstrom verfügbar gewesen wäre. Oder der Speicher wird mit günstigem Netzstrom gefüllt, obwohl für den nächsten Vormittag viel Sonne erwartet wird. Ein HEMS betrachtet deshalb das gesamte Energiesystem des Hauses und koordiniert die einzelnen Anlagen.

1. Mehr Solarstrom soll im Haus bleiben: Photovoltaikanlagen erzeugen den meisten Strom häufig rund um die Mittagszeit. Viele Haushalte benötigen ihre Energie jedoch verstärkt morgens und abends. Ein HEMS verschiebt flexible Verbräuche in die Sonnenstunden. Es lädt beispielsweise das Elektroauto, erwärmt Wasser oder füllt den Batteriespeicher, sobald überschüssiger Solarstrom zur Verfügung steht. Dadurch steigt der Eigenverbrauch und es muss weniger Strom aus dem Netz bezogen werden.
2. Dynamische Strompreise besser nutzen: Bei einem dynamischen Stromtarif verändert sich der Strompreis im Tagesverlauf. In Zeiten mit viel erneuerbarer Erzeugung und geringer Nachfrage kann Netzstrom günstiger sein als zu stark nachgefragten Zeiten. Ein HEMS kann die Preise der kommenden Stunden automatisch berücksichtigen und flexible Verbraucher in günstigere Zeitfenster verschieben. Besonders interessant ist das für Haushalte mit Wärmepumpe, Elektroauto oder Batteriespeicher, da dort größere Strommengen zeitlich verlagert werden können
3. Komplexe Energieflüsse automatisch koordinieren: In einem vernetzten Eigenheim müssen viele Faktoren gleichzeitig berücksichtigt werden: Solarertrag, Speicherstand, Wärmebedarf, Abfahrtszeit, Strompreis und mögliche Leistungsvorgaben des Stromnetzes. Diese Zusammenhänge manuell zu optimieren, ist im Alltag kaum möglich. Das HEMS übernimmt diese Aufgabe automatisch und richtet sich dabei nach den zuvor festgelegten Prioritäten.

Ein HEMS spart nicht allein dadurch Strom, dass es installiert wird. Es sorgt vielmehr dafür, dass vorhandene Anlagen besser zusammenarbeiten und Energie zu günstigeren Zeiten eingesetzt wird. Das größte Potenzial besteht meist, wenn mehrere Komponenten wie Photovoltaikanlage, Batteriespeicher, Wärmepumpe, Wallbox beziehungsweise Elektroauto, dynamischer Stromtarif und flexibel steuerbare Verbräuche vorhanden sind.

Je mehr Energie zeitlich verschoben werden kann, desto größer sind die Möglichkeiten zur Optimierung. In einem umfassend vernetzten Einfamilienhaus kann das Zusammenspiel der unterschiedlichen Komponenten die durchschnittlichen Stromkosten deutlich reduzieren.

Möglich sind unter bestimmten Voraussetzungen ein rechnerischer Strompreis von rund 14 Cent pro Kilowattstunde. Dabei handelt es sich nicht um einen garantierten Tarifpreis. Der Wert ergibt sich aus einer Mischkalkulation: Ein Teil des Stroms stammt aus der eigenen Photovoltaikanlage, weiterer Strom wird aus dem Speicher genutzt oder zu günstigen Zeiten aus dem Netz bezogen. Investitionskosten, Anlagenkonfiguration, Solarertrag, Verbrauch von Haushalt, Wärmepumpe, Elektroauto und Strompreisentwicklung beeinflussen das individuelle Ergebnis.

Ein Energiemanagementsystem ist besonders interessant, wenn mehrere der folgenden Punkte auf Ihr Zuhause zutreffen:

• Sie besitzen eine Photovoltaikanlage oder planen deren Installation.
• Sie nutzen einen Batteriespeicher.
• Sie heizen mit einer Wärmepumpe.
• Sie laden regelmäßig ein Elektroauto zu Hause.
• Sie möchten einen dynamischen Stromtarif nutzen.
• Sie wollen verschiedene Anlagen zentral überwachen und steuern.
• Sie möchten Ihren Solarstrom möglichst umfassend selbst nutzen.

Sind kaum flexible Verbraucher oder nur eine kleine Photovoltaikanlage vorhanden, kann eine einfachere Steuerung zunächst ausreichen. Der Nutzen eines umfassenden HEMS wächst meist mit der Zahl der eingebundenen Komponenten.

Das wichtigste Kriterium bei einem Kauf ist die Kompatibilität. Prüfen Sie vor dem Kauf, ob das HEMS die konkreten Modelle Ihrer Photovoltaikanlage, Ihres Wechselrichters, Batteriespeichers, Ihrer Wärmepumpe und Wallbox unterstützt. Auch offene und verbreitete Schnittstellen sind von Vorteil. Sie erleichtern es, Geräte verschiedener Hersteller miteinander zu verbinden und das System später zu erweitern. Darüber hinaus sollte geklärt werden, welche Funktionen auch ohne Internetverbindung erhalten bleiben, ob das HEMS an einen bestimmten Tarif oder Anbieter gebunden ist, ob persönliche Prioritäten eingestellt werden können, welche laufenden Kosten entstehen und wie der Anbieter Energie- und Verbrauchsdaten schützt.

Der EWE Energiemanager ist das HEMS vom Energiedienstleister EWE. Er übernimmt im vernetzten Zuhause die Rolle einer zentralen Steuerung. Er verbindet kompatible Bestandteile des häuslichen Energiesystems und koordiniert, wann Energie verbraucht, gespeichert, aus dem Netz bezogen oder eingespeist wird. In Kombination mit einem dynamischen Stromtarif kann der Energiemanager zusätzlich günstige Strompreiszeiten berücksichtigen.

So entsteht ein Energie-Flow, bei dem die einzelnen Anlagen nicht isoliert arbeiten. Das Ziel: möglichst viel selbst erzeugten Solarstrom im eigenen Haus nutzen, den Netzbezug sinnvoll planen und die Energiekosten langfristig senken.

Beim Kauf einer Photovoltaikanlage oder einer Wärmepumpe von EWE ist der EWE Energiemanager bereits ohne zusätzliche Kosten enthalten. So können Kundinnen und Kunden ihre Energieflüsse von Anfang an intelligent steuern.

Ein Eigenheim entwickelt sich zunehmend von einem einfachen Stromverbraucher zu einem kleinen Energiesystem. Auf dem Dach wird Strom erzeugt, im Batteriespeicher zwischengespeichert, von der Wärmepumpe zum Heizen genutzt und über die Wallbox in das Elektroauto geladen. Ein HEMS führt diese Komponenten zusammen. Es berücksichtigt Erzeugung, Verbrauch, Speicherstände, persönliche Anforderungen und variable Strompreise. Anschließend steuert es die Anlagen so, dass Energie möglichst effizient, komfortabel und kostengünstig eingesetzt wird.

Je mehr elektrische Komponenten in ein Eigenheim einziehen, desto wichtiger wird diese übergeordnete Koordination. Das HEMS ist deshalb ein zentraler Baustein für das vernetzte und flexible Zuhause.