Bild 1: Steigende Elektrifizierung bei immer mehr Erneuerbarer Energie im System führt zu neuen Strukturen unsd Prozessen; Quelle: VDE FNN
Die Elektrifizierung der Sektoren Wärme und Mobilität in Verbindung mit der Stromgewinnung aus Photovoltaik-Anlagen führt verschiedene Systeme zusammen (Bild 1). Für die Steuerung der Einzelsysteme als energieffizientes Gesamtsystem gibt es Standards, die jedoch nicht allumfassend anwendbar sind. Bis zur Schaffung von einheitlichen Standards sind Energiemanagementsysteme, die über Schnittstellen so viele Geräte wie möglich einbinden, die beste Wahl.
Die fortschreitende Elektrifizierung der Sektoren Wärme und Mobilität unter verstärkter Nutzung Erneuerbarer Energie führt verschiedene Systeme zusammen, deren Steuerung neue Anforderungen an die Planung, Installation und Inbetriebnahme von Energiesystemen stellt. Über die Steuerung der eigentlichen Anlage vor Ort mit ihren Einzelsystemen, z.B. Wärmepumpe, PV-Anlage, Batteriespeicher und Wallbox, hinaus, gewinnen externe Managementprozesse immer mehr an Bedeutung. Die Anforderungen von Netzbetreibern, Messstellenbetreibern und anderen Dienstleistern, müssen ebenfalls berücksichtigt werden.
So definiert die neue TAR Niederspannung für Neuanlagen nach § 14a EnWG verbindlich eine digitale Schnittstelle für Steuerbefehle auf Basis der VDE-AR-E 2829-6-1, wobei Eebus als herstellerübergreifender Mindest-Kommunikationsstandard empfohlen wurde. Für bestimmte Anlagen ist in einer Übergangsphase noch eine Relaiskontaktsteuerung zulässig, die sogenannte Steuersignalklemmleiste. »Die Umsetzung dieser Vorgaben ist die Basis dafür, dass Netzbetreiber ein zuverlässiges Engpassmanagement leisten und Netzkunden sichergehen können, dass ihre Stromversorgung zu keinem Zeitpunkt gefährdet ist«, erklärt Dr. Joachim Kabs, Vorstandsvorsitzender VDE FNN.
Bild 2: Funktionsweise des Eebus-Modells; Quelle: GridX
Das Kommunikationsprotokoll Eebus bietet eine standardisierte digitale Infrastruktur (Bild 2). Die Kommunikation zwischen Haushaltsgeräten, Elektrofahrzeugen, Wärmepumpen, Energieerzeugern, Speichersystemen und Energiemanagementsystemen (EMS) und externen Steuersignalen (z. B. von Netzbetreibern) wird so möglich. Da hier ein einheitlicher Standard geschaffen wurde, können Hersteller auf dieselbe Gerätesprache setzen, was bisher jedoch nicht der Fall ist.
Ein Energiemanagementsystem kann über Eebus mit verschiedenen Energieanlagen wie PV-Anlagen, Haushaltsgeräten (Waschmaschine, Kühlschrank, Warmwasserbereiter usw.), Ladestationen für Elektrofahrzeuge (EV), Wärmepumpen, Batteriesystemen und intelligenten Zähler-Gateways kommunizieren. Diese nicht-proprietäre Sprache für Energie verbindet auch das Smart-Meter-Gateway (SMGW) mit dem Netz. Eebus fungiert daher als universelle Sprache, die eine reibungslose Kommunikation zwischen dem Energiemanagementsystem, den einzelnen Geräten sowie dem Netz ermöglicht.
Energiemanagementsystem führt auf Anlagenebene zusammen
Bild 3: Das Energy Edge EX.1 Gateway optimiert automatisch alle Energieflüsse im Haus; Quelle: ABB
Um die Erzeugung, Speicherung und Verbrauch im heimischen Energiesystem aufeinander abzustimmen, bietet ABB mit »Smart EMS« eine Energiemanagementlösung, die in Eigenheimen und Mehrfamilienhäusern zum Einsatz kommt. Im Zentrum des Systems steht das »Energy Edge EX.1 Gateway«, das alle Energieflüsse im Haus miteinander verknüpft (Bild 3).
Es ermöglicht Hausbesitzern, ihren Energieverbrauch nicht nur zu überwachen, sondern auch aktiv zu steuern – automatisch, intelligent und in Echtzeit über eine App (Bild 4). Eigenproduzierte Solarenergie wird optimal genutzt, Elektrofahrzeuge werden genau dann geladen, wenn es am günstigsten ist, und energieintensive Geräte wie Wärmepumpen oder Waschmaschinen werden dynamisch priorisiert. So wird aus jedem produzierten Kilowatt das Maximum herausgeholt – bei gleichzeitig reduzierten Stromkosten und einer nachhaltig verbesserten CO2-Bilanz.
Das System ist skalierbar und wächst mit den Anforderungen des Haushalts. Es lässt sich sowohl als Stand alone-Lösung betreiben als auch in smarte Gebäudeautomationssysteme integrieren, wie zum Beispiel in das Smart Home-System Busch-free@home oder künftig auch in KNX Systeme. Für Endnutzer bedeutet das maximale Flexibilität bei minimalem Aufwand: Die App ermöglicht die Bedienung und macht den Energieverbrauch nachvollziehbar – inklusive historischer Daten, Verbrauchsanalysen und Tarifübersicht.
Ein besonderer Vorteil des Systems ist, dass über 300 Geräte unterschiedlicher Hersteller – darunter Wechselrichter, Batteriespeicher,
Bild 4: Die App von »Smart EMS« zeigt Verbrauch, Produktion und Autarkiegrad in Echtzeit; Quelle: ABB
intelligente Energiezähler, Wallboxen, smarte Steckdosen, Haushaltsgeräte und Wärmepumpen – angebunden werden können. Damit ist eine nahtlose Integration verschiedenster Komponenten möglich, ohne auf ein bestimmtes Hersteller-Ökosystem beschränkt zu sein. Das sorgt für langfristige Investitionssicherheit und macht das System zukunftsfähig – unabhängig davon, wie sich die Technik weiterentwickelt.
Die Inbetriebnahme ist für Elektroinstallateure dank QR-Code unkompliziert und dauert mit der Installer App und der Weboberfläche nur wenige Minuten. Über das ABB ProService-Portal sind Fernüberwachung und proaktive Fehlerbehebung möglich. Zusätzlich ermöglicht das System einen umfassenden Überblick über den Status der Energieinfrastruktur. Dadurch werden eine fundierte Kundenberatung und eine vorausschauende Wartung erleichtert.
»Smart EMS« unterstützt die Netzstabilität im Sinne von § 14a EnWG. Seit dem 1.1.2024 müssen steuerbare Verbrauchseinrichtungen mit einer Leistung über 4,2 kW – etwa Wärmepumpen oder Wallboxen – für Netzbetreiber steuerbar sein, um das Stromnetz bei drohender Überlastung gezielt entlasten zu können. »Smart EMS« erfüllt diese gesetzlichen Anforderungen und stellt sicher, dass entsprechende Verbraucher automatisch integriert und registriert werden können. Für Endverbraucher ergibt sich daraus ein doppelter Vorteil: Zum einen leisten sie einen wichtigen Beitrag zur Versorgungssicherheit, zum anderen profitieren sie von reduzierten Netznutzungsentgelten – unabhängig davon, ob ihre Geräte tatsächlich gesteuert wurden. Gleichzeitig dürfen Netzbetreiber Anwendungen für Steuerspannung künftig nicht mehr verzögern oder ablehnen. ABB Smart EMS macht also nicht nur das Energiemanagement smarter, sondern hilft auch, das Energiesystem als Ganzes robuster und gerechter zu gestalten.
»Angesichts der steigenden Energiepreise – insbesondere in Ländern wie Deutschland – suchen Hausbesitzer nach intelligenten und nachhaltigen Lösungen, um ihren Energieverbrauch zu kontrollieren«, sagt Thomas Kwiaton, Produkt Marketing Spezialist Building Automation bei ABB. »Dabei geht es nicht nur um die Reduzierung der Stromrechnung, sondern auch um die Vereinfachung des Energiemanagements und den Beitrag zu einem nachhaltigen Lebensstil. ABB Smart EMS erfüllt genau diese Anforderungen – und macht das Energiemanagement so einfach, wie man es aus anderen digitalen Lebensbereichen längst gewohnt ist.«
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