Ein Leitfaden für Energiemanagementsysteme für Privathaushalte (HEMS)

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

Mit speziellen Systemen, die sowohl Hard- als auch Software umfassen und den Energieverbrauch der Geräte in einem Haushalt überwachen, Rückmeldungen geben und sogar steuern. Auf diese Weise können Hausbesitzer ihre Energierechnungen senken und ihren Haushalt umweltfreundlicher gestalten.

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

Energiemanagement ist ein umfassendes Thema, das alle Aspekte der Ressource Energie einschließt.

Es gilt von der Energieerzeugung über die Energieverteilung bis hin zum Endverbrauch durch verschiedene Infrastrukturen.

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

Darüber hinaus streben viele intelligente Häuser danach, sich selbst zu versorgen, indem sie über eine eigene Energiequelle mit Solardächern verfügen. Intelligente Systeme, die das Energieverbrauchsverhalten eines Haushalts erlernen, werden nicht nur benötigt, um den selbst erzeugten Energieverbrauch zu maximieren, sondern auch um sicherzustellen, dass die Energieversorgung nicht unterbrochen wird und sicher und stabil ist.

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

Es gibt zwei Arten von Lastmanagement, die angewandt werden können, um einen Haushalt in die Lage zu versetzen, Elektroautos aufzuladen, ohne dass der Energieverbrauch des Hauses beeinträchtigt wird. Zum einen gibt es das statische Lastmanagement, bei dem der Bedarf oder die "Nachfrage" nach Energie für das Laden von Elektrofahrzeugen zurückgestellt wird. Dadurch steht die Energie für die übrigen Haushaltsgeräte nicht zur Verfügung.

Die andere Methode des Lastmanagements ist dynamisch. Bei dieser Methode werden alle Energiequellen, die dem Haus zur Verfügung stehen, berücksichtigt. Je nach dem aktuellen Energiebedarf des Haushalts wird dann eine entsprechende Energiemenge an die Ladestationen weitergeleitet. So wird sichergestellt, dass der aktuelle Bedarf des Haushalts nicht unterbrochen wird.

Es liegt auf der Hand, dass ein dynamisches Lastmanagement mehr Flexibilität bietet und für die Integration von Ladestationen für Elektroautos in HEMS besser geeignet ist. 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.

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

Hardware
Die wichtigste Hardware ist die zentrale Einheit des HEMS, die für das Funktionieren des Systems entscheidend ist. Diese Einheit ist in der Hauptschalttafel des Hauses installiert, die für die Verteilung des Stroms innerhalb des Hauses zuständig ist. Sie fungiert als zentraler Punkt für die gesamte Kommunikation und Datenübertragung zwischen den Energiemanagementgeräten, dem Benutzer und den Haushaltsgeräten.

Neben dieser Zentraleinheit gibt es weitere Hardwarekomponenten, die die Funktionen eines HEMS verbessern können. Energiemanagementgeräte wie Photovoltaik-Batterien, intelligente Zähler und Schalter, Sensoren usw. gehören ebenfalls zur Hardware, die Teil des HEMS ist.

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

Sie kann auch als Schnittstelle zwischen dem Nutzer und dem HEMS fungieren. Es übermittelt die von den Geräten gesammelten Informationen über den Energieverbrauch und gibt auf der Grundlage der Daten Rückmeldungen und Vorschläge zur Energieeinsparung. Es kann Eingaben der Benutzer entgegennehmen und die Befehle an die Geräte senden.

Darüber hinaus kann es verschiedene Funktionen ermöglichen, die dem Benutzer eine bessere Kontrolle über den Energieverbrauch der Geräte im Haushalt geben. Zum Beispiel zeit- oder bedingungsabhängige Regeln zur Steuerung von Geräten oder der Energiequelle, die für Geräte verwendet wird. Bei anspruchsvolleren Systemen macht der Einsatz von maschinellem Lernen / künstlicher Intelligenz (KI) das System viel intelligenter und verbessert die Energieeffizienz des Haushalts.