PV-Anlage, Batteriespeicher und Wallbox intelligent verknüpfen: So wird das Eigenheim zum Energiesystem

Initiative ELEKTRO+ erklärt, wie aus einzelnen Technologien ein smartes Energiesystem entsteht

PV-Anlage, Batteriespeicher und Wallbox intelligent verknüpfen: So wird das Eigenheim zum Energiesystem

(Bildquelle: Hager)

Viele Eigenheimbesitzer erzeugen bereits Solarstrom, heizen elektrisch oder fahren mit einem Elektroauto. Doch die meisten dieser Technologien laufen noch nebeneinanderher, jede für sich, ohne Abstimmung. Erst wenn Photovoltaikanlage, Batteriespeicher, Wallbox und Wärmepumpe intelligent vernetzt werden, entsteht ein Energiesystem, das den selbst erzeugten Solarstrom optimal nutzt und Energiekosten senkt. Wie viel Energie und Geld Haushalte tatsächlich einsparen können, hat das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI im Auftrag des ZVEI untersucht 1. Für ein typisches Einfamilienhaus mit rund 132 Quadratmetern Wohnfläche zeigt die Studie: Im vollständig elektrifizierten und intelligent vernetzten Zukunftshaus sinkt der Endenergiebedarf gegenüber einem konventionellen Gebäude um bis zu 92 Prozent, die laufenden Energiekosten reduzieren sich um rund 2.360 Euro pro Jahr. „Die Studie zeigt eindrücklich, was technisch und wirtschaftlich möglich ist, wenn alle Geräte im Haus kommunizieren und zusammenarbeiten“, sagt Torsten Hoffmann, Experte der Initiative Elektro+. „Für viele Hausbesitzer ist das Potenzial noch längst nicht ausgeschöpft.“ Die Initiative Elektro+ erklärt, wie das Zusammenspiel der Komponenten funktioniert.

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PV-Anlage und Batteriespeicher: Solarstrom rund um die Uhr nutzen
Eine Photovoltaikanlage erzeugt Strom direkt auf dem eigenen Dach. Da Erzeugung und Verbrauch häufig zeitlich auseinanderfallen, fließt ein Teil ins öffentliche Netz. Wer möglichst viel des selbst erzeugten Stroms direkt im Haus nutzt, spart am meisten. Ein Batteriespeicher macht das möglich: Er speichert überschüssigen Solarstrom und stellt ihn bei erhöhtem Bedarf zur Verfügung, am Abend oder an bewölkten Tagen. Die entscheidende Kennzahl dabei ist die Eigenverbrauchsquote, also der Anteil des selbst erzeugten Stroms, der auch tatsächlich im Haus genutzt wird. Laut Fraunhofer-ISI-Studie liegt sie ohne intelligente Steuerung bei nur 36 Prozent. Mit Batteriespeicher, Elektroauto und smartem Energiemanagementsystem steigt sie auf 68 Prozent – ein Plus von 32 Prozentpunkten.

1 https://www.zvei.org/presse-medien/publikationen/gebaeudewende-elektrifizierung-und-digitalisierung-wirken

Wallbox: Das Elektroauto intelligent einbinden
Wer ein Elektroauto besitzt, kann es über eine Wallbox gezielt dann laden, wenn die Photovoltaikanlage besonders viel Strom erzeugt. Die Ladeleistung passt sich dabei automatisch an den verfügbaren PV-Überschuss an. „Das Elektroauto verändert die Energiebilanz eines Hauses grundlegend – wenn man es intelligent einbindet“, sagt Hoffmann. „Dann ist es nicht nur ein Fortbewegungsmittel, sondern ein aktiver Bestandteil des häuslichen Energiesystems.“ Perspektivisch gewinnt auch das bidirektionale Laden an Bedeutung: Erste Systeme ermöglichen bereits, dass Elektrofahrzeuge Strom bei Bedarf wieder ans Haus zurückgeben.

Energiemanagementsystem: Herzstück der Vernetzung
Auch Wärmepumpen lassen sich dann betreiben, wenn viel Solarstrom verfügbar ist oder der Strom gerade besonders günstig ist. Hierfür berücksichtigen moderne Systeme sogenannte dynamische Stromtarife, bei denen der Strompreis je nach Tageszeit schwankt. Ist Strom gerade günstig, steuert ein Energiemanagementsystem (EMS) große Verbraucher wie die Wärmepumpe oder die Wallbox ganz ohne Eingreifen der Bewohner. „Damit die Technik funktioniert, müssen gegebenenfalls Änderungen am Zählerschrank vorgenommen werden, etwa der Einbau eines Smart Meters, eines digitalen Stromzählers mit Datenkommunikation“, erklärt Hoffmann.

Frühzeitig planen – langfristig sparen
Für die richtige Dimensionierung des Zählerschranks empfiehlt die Initiative Elektro+ die 20-Prozent-Regel: Rund ein Fünftel der Montagereihen eines Zählerschranks sollte bewusst frei bleiben. Diese Reserve ist entscheidend, damit später etwas nachgerüstet werden kann, ohne Umbauten oder zweiten Schrank. Die Fraunhofer-ISI-Studie belegt passend: Wer alle Technologien frühzeitig gemeinsam plant, spart über 20 Jahre erheblich. Verglichen wurden drei Szenarien: vollständige Integration von Anfang an, vorbereitete Nachrüstung nach zehn Jahren und ungeplante Nachrüstung nach zehn Jahren. Die Gesamtkosten über 20 Jahre lagen bei frühzeitiger Integration bei rund 69.000 Euro, gegenüber rund 111.000 Euro ohne jede Vorbereitung. „Wer heute baut oder saniert, sollte unbedingt Leerrohre verlegen lassen – eines für die Energieversorgungsleitung, eines für die Datenleitung zur Steuerung“, rät Hoffmann. „Viele unterschätzen, wie aufwendig und teuer nachträgliche Installationen werden, wenn diese Vorbereitung fehlt.“

Für Planung und Installation empfiehlt sich die Beratung durch einen qualifizierten Elektrofachbetrieb. Unterstützung bietet die Initiative Elektro+ unter www.elektro-plus.com/fachbetriebssuche Kostenlose Broschüren zu Photovoltaik, Energiemanagement und Elektromobilität stehen unter www.elektro-plus.com/downloads bereit.

Die Standards der Elektroausstattung in Wohngebäuden zu verbessern und Bauherr:innen und Modernisierer:innen herstellerübergreifend und markenneutral über die Vorteile einer modernen, zukunftssicheren Elektroinstallation aufzuklären, ist Anliegen der Initiative ELEKTRO+. Die Initiative vereint die Fachkompetenz führender Markenhersteller und Verbände der Elektrobranche. Weitere Informationen unter www.elektro-plus.com

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Themenrelevante Wikipedia-Infos:
  • Automatisierung (Wikipedia)
    Automatisierung ist sowohl die Bezeichnung für einen Arbeitsprozess (das Automatisieren) als auch für dessen Arbeitsergebnis (automatisierte Arbeitsobjekte). Der Begriff Automatisierung dient zugleich zur Charakterisierung wirtschaftlich-technologischer Entwicklungsphasen („Zeitalter der Automatisierung“) und ist auch Gegenstand sozialpolitischer Diskussionen, speziell philosophischer Debatten bis hin zur künstlerischen Verarbeitung.
  • Elektro (Wikipedia)
    Der Begriff Electro (auch Elektro oder Elektromusik) bezeichnet verschiedene Musikstile, deren gemeinsames Hauptmerkmal die Umsetzung von Kompositionen auf überwiegend rein elektronischer Basis ist und die primär Elektronische Tanzmusik der Popularkultur umfassen.
  • EMS (Wikipedia)
    Ems steht für: AG Ems, Reederei in Emden Bad Ems, Gemeinde an der Lahn, Deutschland Domat/Ems, Gemeinde im Kanton Graubünden, Schweiz Ems, Dampfschiff Baujahr 1884, siehe Flüsse-Klasse #Die Schiffe Ems (Schiff, 1934), ehemaliges Bereisungsschiff des Wasser- und Schifffahrtsamtes Emden Ems, Dampfschiff Baujahr 1937, siehe Komet (Schiff, 1937) als Handelsstörkreuzer Emsium, erdgeschichtliches Zeitalter des Devon Herren von Ems, österreichisches Adels- und Rittergeschlecht Flüsse: Ems, Fluss zur Nordsee durch den Dollart im nördlichen Westfalen und westlichen Niedersachsen Ems (Eder), linker Zufluss der Eder bei Böddiger, Stadt Felsberg, Schwalm-Eder-Kreis, Hessen Ems oder Emsbach (Lahn, Limburg), linker Zufluss der Lahn bei Eschhofen, Stadt Limburg an der Lahn, Landkreis Limburg-Weilburg, Hessen Klippe: Ems Rock vor der Nordküste Südgeorgiens im Südatlantik Personen: Harald von der Ems (* 1960), deutscher Fernsehjournalist Jonas Ems (Kanute) (* 1986), deutscher Kanute Jonas Ems (Webvideoproduzent) (* 1996), deutscher Webvideoproduzent, Moderator und Schauspieler Marx Sittich von Ems (1466–1533), Landsknechtsführer Rudolf von Ems (um 1200–1254?), deutscher Epiker e-m-s steht für: e-m-s new media AG, deutsches Medienunternehmen EMS steht als Abkürzung für: Kfz-Kennzeichen im Rhein-Lahn-Kreis Edinburgh Mathematical Society Eignungstest für das Medizinstudium in der Schweiz und früher in Österreich Ein-Mann-Motorsäge, siehe Kettensäge Electrical muscle stimulation, englisch für Reizstrom-Therapie Electronic Music Studios, einen Synthesizer-Hersteller Electronics Manufacturing Services, die Auftragsfertigung von elektronischen Baugruppen Elektrische Muskelstimulation bzw. Elektromyostimulation, siehe Elektrostimulation #Elektromyostimulation Elektronisches Meetingsystem Element Management System, eine Netzwerkmanagement-Software Emergency Medical Services, englisch für Rettungsdienst Ems-Chemie, eine Schweizer Unternehmensgruppe ems Electronic Media School, eine deutsche Journalistenschule Enhanced Message Service, eine erweiterte SMS Enterprise Mobility Suite, einen Cloudservice von Microsoft, siehe Microsoft Enterprise Mobility …
  • Energiemanagement (Wikipedia)
    Zum Energiemanagement gehört die Planung und der Betrieb von energietechnischen Erzeugungs- und Verbrauchseinheiten. Ziele sind sowohl die Ressourcenschonung als auch Klimaschutz und Kostensenkungen, bei Sicherstellung des Energiebedarfs der Nutzer. Der Teilbereich Energiecontrolling unterstützt das kosten- und materialeffiziente Energie- und Stoffstrommanagement.
  • Energiemanagementsystem (Wikipedia)
    Ein Energiemanagementsystem (EnMS, EMS) ist ein System, das über eine zentrale Recheneinheit („Customer Energy Manager“, CEM) lokale Verbraucher („Resource Manager“, RM) steuert, bzw. eine Anlage, die „die lokalen Lasten (Verbrauch und Produktion) basierend auf lokalen und/oder Vertragsbeschränkungen und/oder Vertragsanreizen“ verwaltet. Zu unterscheiden sind: Institutionelle Energiemanagementsysteme, siehe Energiemanagement und ISO 50001 Heimenergiemanagementsysteme (HEMS) Zur Frage, ab welcher Größe die ISO 50001 gilt, enthält die Norm keine Schwellenwerte für Betriebsgröße oder den Energieverbrauch. In Deutschland regelt das Energiedienstleistungsgesetz (EDL-G), dass Unternehmen mit mehr als 250 Mitarbeitern oder mehr als 50 Millionen Euro Jahresumsatz alle vier Jahre zu einem Energieaudit gemäß DIN EN 16247 oder alternativ zur Einführung eines zertifizierten Energiemanagementsystems nach ISO 50001 verpflichtet sind.
  • photovoltaik (Wikipedia)
    Unter Photovoltaik bzw. Fotovoltaik versteht man die direkte Umwandlung von Lichtenergie, meist aus Sonnenlicht, mittels Solarzellen in elektrische Energie. Seit 1958 wird sie in der Raumfahrt genutzt, später diente sie auch zur Energieversorgung einzelner elektrischer Geräte wie Taschenrechnern oder Parkscheinautomaten. Heute ist mit großem Abstand die netzgebundene Stromerzeugung mit Photovoltaikanlagen auf Dachflächen und mit Freiflächenanlagen das wichtigste Anwendungsgebiet. Ende 2025 waren weltweit Photovoltaikanlagen mit einer Leistung von ca. 2,8 Terawatt (TW, 1 TW = 1000 GW) installiert, wobei mehr als 600 GW neu zugebaut wurden. Zwischen 2016 und 2025 stieg die weltweit installierte Photovoltaik-Leistung mit einer Wachstumsrate von durchschnittlich 27 % pro Jahr. Nach einer 2019 erschienenen Arbeit in Science wird erwartet, dass die installierte Leistung bis 2030 ca. 10 TW erreichen und 2050 bei 30 bis 70 TW liegen könnte. Die Stromerzeugung aus Photovoltaik lag 2025 bei 2.778 TWh; das waren 8,7 % der weltweiten Stromerzeugung. Damit lag sie erstmals vor der Windenergie (2715 TWh) und nur noch minimal hinter der Kernenergie (2812 TWh). Binnen eines Jahres stieg die PV-Stromerzeugung um 636 TWh bzw. 29,7 % an. Mit Stand April 2026 verdoppelt sich die Solarstromerzeugung alle drei Jahre. In 42 Staaten lieferte die Photovoltaik 2025 mindestens 10 % der Stromerzeugung; den größten Anteil hatte sie in Ungarn mit 25 %. Die Internationale Energieagentur hielt 2020 fest, dass Photovoltaikanlagen, die auf guten Standorten und mit günstigen institutionellen Bedingungen errichtet werden, inzwischen die günstigste Form der Stromerzeugung der Geschichte seien. Dank der durch Massenproduktion stark gefallenen Preise der Anlagenkomponenten war damit die lange Zeit akzeptierte Einschätzung überholt, dass die Photovoltaik die teuerste Form der Stromerzeugung mittels erneuerbarer Energien sei. Bereits 2014 lagen die Stromgestehungskosten der Photovoltaik in bestimmten Regionen der Erde auf gleichem Niveau oder sogar niedriger als bei fossilen Konkurrenten. Unter Berücksichtigung externer Kosten der fossilen Stromerzeugung (d. h. Umwelt-, Klima- und …
  • Smart Home (Wikipedia)
    Smart Home ist ein Oberbegriff für technische Verfahren und Systeme zur Gebäudeautomation in Wohnräumen und -häusern, in deren Mittelpunkt eine Erhöhung von Wohn- und Lebensqualität, Sicherheit und effizienter Energienutzung auf Basis vernetzter und fernsteuerbarer Geräte und Installationen sowie automatisierbarer Abläufe steht. Unter Smart Home fällt sowohl die Vernetzung von Haustechnik und Haushaltsgeräten (zum Beispiel Lichtquellen, Jalousien, Heizung, aber auch Herd, Kühlschrank und Waschmaschine), als auch die Vernetzung von Komponenten der Unterhaltungselektronik (etwa die zentrale Speicherung und heimweite Nutzung von Video- und Audio-Inhalten). Von einem Smart Home spricht man insbesondere, wenn die im Haus verwendeten Smart Lighting, Taster und Geräte untereinander vernetzt sind, Geräte Daten speichern und eine eigene Logik abbilden können. Geräte sind teilweise auch getaggt, was bedeutet, dass zu den Geräten Informationen zum Beispiel über Hersteller, Produktnamen und Leistung hinterlegt sind. Dabei besitzt das Smart Home eine eigene Programmierschnittstelle, über die es mit erweiterbarer Anwendungssoftware und Mobile Apps gesteuert werden kann – gegebenenfalls auch via Internet. Eng verwandt mit diesen Verfahren und Systemen sind solche des Smart Metering, bei denen der Schwerpunkt auf dem Messen und einer intelligenten Regulierung des Energieverbrauchs liegt.
  • Wallbox (Wikipedia)
    Als Wandladestation oder Wallbox (Scheinanglizismus von englisch wall box ‚Wandkasten‘) wird eine Ladestation für Elektroautos bezeichnet, die für die Befestigung an einer Wand oder Säule vorgesehen ist. Die Wandladestation stellt die Verbindung des Fahrzeugs zum Stromnetz bereit, übernimmt die Kommunikation in Richtung Bordladegerät zur verfügbaren Stromstärke und kann auch weitere Funktionen zur Verfügung stellen. Der Begriff der Wandladestation bzw. Wallbox ist in keiner Norm definiert und umfasst Ausführungen von der einfachen Anschlussvariante wie etwa einer Drehstromsteckdose bis hin zum vernetzten Ladeanschluss, der mehrere Ladepunkte koordiniert und mit der Hausinstallation (z. B. Photovoltaikanlage, Batteriespeicher) kommuniziert. Im allgemeinen Sprachgebrauch stellt eine Wandladestation heute eine Anschlussmöglichkeit nach IEC 62196 zum Laden von Elektrofahrzeugen bereit. Wallbox ist zudem die Firma eines spanischen Herstellers von Wandladestationen und die Marke seiner Produkte.
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