Smarthousekonzept, Haus ist in der Mitte und mit alles drumherum vernetzt

Home Energy Management System erklärt.

So funktioniert ein Energiemanagementsystem

15.08.2024 Lesezeit: 7 min Energiesparen

Ein Home Energy Management System – kurz HEMS – optimiert die Energieflüsse im Haus und sorgt dafür, dass mehr vom auf dem Dach erzeugten Solarstrom auch selbst verbraucht wird. Wir erklären, wie ein Energiemanagementsystem funktioniert, was es kostet und was es bringt.

Inhaltsverzeichnis

HEMS sorgt für optimale Nutzung der Energie im Haus

Nicht zu Hause, wenn die Sonne nachmittags scheint und die Photovoltaikanlage jede Menge Solarstrom produziert? Ein Home Energy Management System (HEMS) sorgt dafür, dass der frisch produzierte Strom direkt im Haus verbraucht wird, statt ins öffentliche Stromnetz zu fließen. Dafür schaltet das Energiemanagementsystem Geschirrspüler und Waschmaschine an und lässt die Wallbox das E-Auto aufladen – ganz automatisch, auch wenn niemand zu Hause ist. Das erhöht den Eigenverbrauchsanteil des Solarstroms und senkt die Stromkosten.

Was ist ein Home Energy Management System?

Ein Home Energy Management System verbindet energieerzeugende Anlagen wie eine Photovoltaikanlage mit energieverbrauchenden Anlagen im Haushalt, zum Beispiel mit einer Wärmepumpe, einer Waschmaschine oder einer Ladestation für das Elektroauto. Das HEMS erfasst dabei die Energieflüsse und steuert sie so, dass möglichst viel des selbst erzeugten Stroms auch selbst verbraucht wird und sich der Autarkiegrad des Haushalts erhöht.

So funktioniert ein Home Energy Management System

Das Energiemanagementsystem besteht aus einem kleinen Gerät, das im Zählerkasten verbaut wird. Dieses erfasst die Energie aus der PV-Anlage und dem dazugehörigen Stromspeicher (in manchen neuen Stromspeichern ist schon ein HEMS integriert). Außerdem registriert das Home Energy Management System den Energieverbrauch von angeschlossenen Haushaltsgeräten, die zeitflexibel sind, also theoretisch auch zu anderen Zeiten laufen könnten, wenn mehr Strom produziert wird und es einen Stromüberschuss gibt. Beispiele dafür sind Waschmaschine und Geschirrspüler, aber auch die Wallbox.

Komponenten, die das Home Energy Management System steuern kann

  • Photovoltaikanlage
  • Stromspeicher der PV-Anlage
  • Wärmepumpe
  • Wallbox
  • flexible smarte Haushaltsgeräte wie Waschmaschine oder Spülmaschine
  • Klimaanlage
  • Smart Meter (intelligenter Stromzähler)

Das Home Energy Management System kombiniert die gesammelten Informationen über die Energieflüsse im Haus mit weiteren Daten, zum Beispiel über das Wetter. So ist eine Vorhersage darüber möglich, wann wie viel Solarstrom erzeugt wird. Das Energiemanagementsystem stimmt den Stromverbrauch dann zeitlich auf die Stromproduktion ab. Erzeugt die PV-Anlage viel Strom – zum Beispiel am Nachmittag, wenn die Sonne scheint – und der zugehörige Batteriespeicher ist schon vollgeladen, schaltet das HEMS die Waschmaschine an oder lässt die Wallbox das E-Auto in der Garage laden.

Die zum Home Energy Management System gehörende Software zeigt die ein- und ausgehenden Energieströme wie in einer Zentrale an. Über eine App auf dem Smartphone oder dem Tablet oder eine Anwendung auf dem Computer lässt sich das HEMS von überall im Haus und sogar von unterwegs bedienen. Das Home Energy Management System ist ins Smart Home integrierbar, das weitere Komponenten wie Beleuchtung oder Jalousien steuern kann.

Was bringt ein Home Energy Management System?

1. Höherer Eigenverbrauch des selbst erzeugten Solarstroms

Ziel des HEMS ist es, den Eigenverbrauchsanteil des selbst produzierten Solarstroms zu erhöhen. Bei den erneuerbaren Energien finden Ertrag und Verbrauch zeitversetzt statt. Die PV-Anlage erzeugt dann Energie, wenn die Sonne scheint, also vor allem tagsüber. Haushalte verbrauchen Strom jedoch vermehrt am Morgen und am Abend. Tagsüber erzeugt die PV-Anlage also einen Stromüberschuss, der dann im Normalfall für eine relativ geringe Einspeisevergütung ins öffentliche Stromnetz fließt. Für den vermehrten Strombedarf am Abend – zum Beispiel für Licht, Elektroherd, Waschmaschine, Computer oder TV – muss Strom aus dem öffentlichen Stromnetz bezogen werden. Das HEMS steuert die Energieflüsse so, dass der tagsüber erzeugte Solarstrom eingespeichert oder direkt von flexiblen Haushaltsgeräten genutzt wird. Dadurch erhöht sich der Eigenverbrauchsanteil und es wird weniger Solarstrom ins öffentliche Stromnetz eingespeist.

2. Geringere Stromkosten

Ein HEMS sorgt für einen höheren Eigenverbrauchsanteil. Wenn ein größerer Teil des Strombedarfs aus selbst erzeugtem Solarstrom gedeckt wird, müssen Haushalte weniger Energie aus dem öffentlichen Netz dazukaufen. Dadurch verringern sich die Stromkosten. Denn der zu zahlende Strompreis pro Kilowattstunde ist höher als die Einspeisevergütung für selbst erzeugten Strom.

3. Erhöhter Autarkiegrad

Wenn sich der Eigenverbrauchsanteil erhöht, steigt auch der Autarkiegrad. Dadurch macht sich der Haushalt unabhängiger von der öffentlichen Stromversorgung und damit auch von den schwankenden Strompreisen.

4. Ersparnis von Energie und CO2

Ein Home Energy Management System erfasst, analysiert und visualisiert die Energieflüsse im Haus. Dadurch haben die Hausbewohnerinnen und -bewohner immer die Kontrolle darüber, wie viel Strom ihre PV-Anlage erzeugt und wie hoch der Stromverbrauch im Haus ist, und können bei Bedarf ihren Energieverbrauch senken. Dadurch verringern sich auch die CO2-Emissionen, die vor allem für Strom aus konventionellen Energiequellen anfallen.

5. Smarte, automatisierte Optimierung

Das Home Energy Management System arbeitet automatisiert und smart. Eigenständig steuert und optimiert es die Energieflüsse und bedient die eingebundenen Haushaltsgeräte in der individuell gewünschten Reihenfolge. Erst wenn Stromspeicher und Stromverbraucher im lokalen Energiesystem bedient sind, speist das HEMS eventuell überschüssigen Strom ins Netz ein. Das alles funktioniert nach vorher definierten Einstellungen von allein. Es ist nicht nötig, dass jemand zu Hause ist. Darüber hinaus lässt sich das HEMS über Smartphone oder Tablet auch von unterwegs aus überwachen und steuern.

6. Kombination mit dynamischen Stromtarifen

An der Energiebörse ändern sich Strompreise stündlich oder noch öfter. Sie hängen von Angebot und Nachfrage ab. Besonders bei erneuerbaren Energien schwankt die Erzeugung stark, denn Wind- und Solarenergie sind wetterabhängig. Bei dynamischen Stromtarifen wie GASAG | STROM Flex ist der Strompreis eines Haushalts an den Börsenstrompreis gekoppelt und ändert sich daher im Verlauf eines Tages. Das Home Energy Management System kann Strom zu Zeiten, in denen er günstig zu haben ist, aus dem Netz entnehmen, um die Waschmaschine oder den Geschirrspüler zu bedienen oder den Akku des E-Autos zu laden.

Voraussetzungen für die Nutzung eines Home Energy Management Systems

Um ein Energiemanagementsystem nutzen zu können, ist eine Internetverbindung, also WLAN, nötig. Für die Verwendung ohne Cloud-Funktionen reicht auch ein lokales Netzwerk aus. Die mit dem HEMS verbundenen Haushaltsgeräte müssen smart sein und vernetzt werden können. Moderne Geräte sind oft schon smart, aber auch andere Geräte lassen sich smart machen, etwa mithilfe einer WLAN-Steckdose.

Wer installiert das Energiemanagementsystem im Haus?

Um die Installation des Home Energy Management Systems kümmert sich ein Fachbetrieb, da ein Gerät im Zählerkasten installiert werden muss und eventuell Anpassungen nötig sind. Die Installationsfachkraft kann auch die Ersteinrichtung des HEMS übernehmen und dabei unterstützen, es individuell zu konfigurieren.

Kosten eines Home Energy Management Systems und Förderungen

Wie viel ein Home Energy Management System kostet, hängt davon ab, wie viele Komponenten es steuern soll und welche Funktionen es bereitstellt. Grundsätzlich gilt: Je mehr energieerzeugende und energieverbrauchende Geräte angeschlossen werden, desto mehr kostet das HEMS. Ein System, das PV-Anlage, Batteriespeicher, Wallbox, Wärmepumpe und Waschmaschine sowie Geschirrspüler steuert, kostet ab 1.000 Euro. Wer Cloud-Funktionen des HEMS-Anbieters nutzt, zahlt außerdem oft noch monatliche Beträge.

Ob sich ein Home Energy Management System lohnt, ist davon abhängig, wie stark der Eigenverbrauch des Stroms aus der PV-Anlage gesteigert werden kann. Je mehr eigenen Solarstrom ein Haushalt mit Hilfe des Energiemanagementsystems selbst verbrauchen kann, desto eher rechnet sich die Anschaffung eines solchen Systems. Außerdem ist ein Energiemanagementsystem förderfähig. Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle BAFA fördert den Kauf solcher Systeme für Wohngebäude unter der Kategorie „Anlagentechnik“ mit 15 Prozent. Alternativ lässt sich die Anschaffung eines HEMS steuerlich geltend machen.

Fragen und Antworten zum Thema Home Energy Management System

Wie funktioniert ein HEMS?

Ein Home Energy Management System steuert energieerzeugende Anlagen wie eine Solaranlage und energieverbrauchende Anlagen wie Wärmepumpe, Waschmaschine oder Wallbox. Ein kleines Gerät im Zählerkasten erfasst und analysiert die Energieströme. Dann stimmt es diese automatisch so aufeinander ab, dass möglichst viel eigener Solarstrom im Haushalt selbst verbraucht wird. Wenn die PV-Anlage viel Strom produziert, schaltet das HEMS den Geschirrspüler an oder lädt das E-Auto über die Wallbox. Das erhöht den Autarkiegrad eines Haushalts und senkt die Stromkosten. Über Smartphone oder Tablet lässt sich das Energiemanagementsystem kontrollieren und steuern.

Was kostet ein HEMS?

Die Kosten für ein Home Energy Management System betragen je nach Anzahl der angeschlossenen Anlagen und dem Leistungsumfang etwa 1.000 Euro und mehr. Für die Anschaffung eines HEMS lässt sich eine Förderung durch das BAFA beantragen.