29. Sep 2023

KNX Hackathon finalist: Sharlynsland - ein Haus, in dem KNX, Solaranlage und Überwachung zu Einsparungen von 35 % führen

KNX Hackathon finalist: Sharlynsland - ein Haus, in dem KNX, Solaranlage und Überwachung zu Einsparungen von 35 % führen
KNX Hackathon finalist: Sharlynsland - ein Haus, in dem KNX, Solaranlage und Überwachung zu Einsparungen von 35 % führen

Lynn Bayer erklärt, welche Anstrengungen er und seine Frau unternommen haben, um ihr luxemburgisches Haus effizient und umweltfreundlich zu gestalten, mit einer typischen Energieeinsparung von 35 %.

Im Jahr 2019 starteten wir unsere Mission, ein 60 Jahre altes Haus zu renovieren, um ein autarkes Zuhause zu schaffen. 

Dies ist ein schrittweiser Prozess, der die Überwachung und Analyse unseres Energieverbrauchs, die Integration von Smart-Home-Technologien und die Nutzung erneuerbarer Energiequellen wie Sonnenkollektoren umfasst. 

Ein wichtiger Teil dieses Projekts war der Einsatz von KNX Automatisierungs- und Überwachungssystemen zur Verbesserung der Energienutzung.

Die Vorteile von KNX

Die KNX-Technologie spielt bei diesem Projekt eine Schlüsselrolle. Mit einer Auswahl von über 8000 kompatiblen Produkten hat KNX es uns ermöglicht, eine äußerst vielseitige und maßgeschneiderte Lösung zu schaffen, die perfekt auf unsere Bedürfnisse zugeschnitten ist. Unser Ziel war es, so viel wie möglich zu messen und automatisieren, daher verwenden wir Anwesenheitsmelder, Schalter mit Temperaturerfassung, Tür-/Fensterkontakte, Energiezähler und Aktoren mit Energiemessung. Die Hauptbereiche der Automatisierung, auf die wir uns konzentriert haben, sind Heizung, Beleuchtung und Rollläden.

Als erstes haben wir eine Standard-Automatisierung implementiert, z. B. Licht, das durch An- und Abwesenheit gesteuert wird, eine Einzelraum-Temperaturregelung und automatische Rollläden, die im Sommer für Kühlung sorgen und im Winter die wärmende Sonne hereinlassen. Das alles hat unseren Komfort erheblich verbessert, aber wir hatten keine Messungen vorher und nachher, deshalb ist es schwer, die Energieeinsparungen in dieser Phase zu quantifizieren.

Die von uns eingesetzten KNX Produkte umfassen MDT Smart Glasschalter, Anwesenheitsmelder, Binärmelder, verschiedene Aktoren und einen Energiezähler, einen Lingg & Janke Wasserzähler, einen eVoKNX Heizungsaktor, ein Enertex Bayern KNX Netzteil, einen Steinel True Presence Melder, ESYLUX Anwesenheitsmelder und einen GVS Smart Touch Schalter.

Erweiterung um eine Solaranlage

Mit der Ergänzung einer 800W Mini-Photovoltaikanlage können wir im Sommer tagsüber unseren Grundbedarf an Haushaltsenergie decken und sogar überschüssigen Strom für Tätigkeiten wie Wäsche waschen oder trocknen erzeugen. Ein MDT-Display informiert uns über unsere aktuelle Energieerzeugung, den Verbrauch im Haushalt und die Rückspeisung in das Stromnetz.

Überwachung, um zu wissen, wie viel man verbraucht und spart

Nachdem wir die Energieüberwachung mit Hilfe der Daten aus der KNX Installation eingeführt hatten, konnten wir sehen, wie viel verbraucht wurde und wie viel wir einsparen konnten. Die Berechnungen, Diagramme und Automatisierungen zur Energieeinsparung wurden mit Home Assistant, Node Red und PowerCalc durchgeführt.

Home Assistant spielt als „Gehirn des Hauses” eine entscheidende Rolle. Das System dient als zentraler Knotenpunkt, der die verschiedenen intelligenten Geräte und Automatisierungssysteme koordiniert und verwaltet und alles nahtlos zusammenführt.

Bild - Energieüberwachung - MiniPV - Visualisierung der Energieerzeugung der Mini-Photovoltaikanlage (unten) und des Energieverbrauchs der Haushalte (oben) im Laufe des Tages.

Nachfolgend finden Sie einige Zahlen, die die Einsparungen verdeutlichen:

  • In den letzten 2,5 Jahren haben wir 100.000 Liter Wasser gespart, indem wir etwa 95% Regenwasser und 5% Brunnenwasser verwendet haben. Der Verbrauch und die Wasseraufbereitung werden von KNX überwacht. Wir entschieden uns gegen den Anschluss des Hauses an das Wassernetz und sparten 25.000 €, indem wir 3.500 € in unser eigenes Wassersystem investierten.
  • Unsere kleine 800W-PV-Anlage produziert 800kWh Strom pro Jahr, und unser Eigenverbrauch liegt bei 600kWh, was 20% unseres Gesamtverbrauchs entspricht. Die Kosten für das Mini-PV betrugen 500 €. Die jährliche Ersparnis bei einem Preis von 0,25 €/kWh beträgt 150 €, was je nach Energiepreis einen Kapitalrendite von 3,3 Jahren ergibt.
  • Durch die Analyse unserer Energieverbrauchsdaten konnten wir weitere 144 kWh und 36 € einsparen, indem wir eine ungenutzte Festplatte aus dem Heimnetzwerk entfernten.
  • Die Überwachung zeigte uns, dass die alten Glühlampen in unserer Küche die meiste Energie verschwendeten, also ersetzten wir sie durch LED-Lampen, die 9 € kosteten, wodurch wir 220 kWh/Jahr und 57 € einsparten - etwa 7 % unseres Gesamtverbrauchs allein in der Küche, was einen Kapitalrendite nach 2 Monaten ergab.

Informiert bleiben

Wir verwenden ein MDT KNX Glasdisplay/Schalter, um den aktuellen Stromverbrauch des Hauses anzuzeigen. 

Mit dieser kleinen Konfiguration sind wir uns bewusster geworden, was wir verbrauchen. 

Zum Beispiel haben wir zu Beginn des letzten Winters festgestellt, dass unser Grundstromverbrauch gestiegen ist. Die Ursache dafür waren die Wasserpumpen für die Heizungsanlage.

Weitere Einsparungen

Unser Heizsystem arbeitet Hand in Hand mit den Fensterkontakten, passt sich automatisch an, wenn die Fenster geöffnet sind, und schafft ein Gleichgewicht zwischen Komfort und Energieeinsparung. Eine Geofence-Funktion optimiert die Temperatureinstellungen, wenn wir nicht zu Hause sind, um Energie zu sparen, ohne den Komfort zu beeinträchtigen, und nutzt die Vorteile einer kalenderbasierten Zeitplanung, um die Temperatur in unserer Abwesenheit weiter zu senken. Nachts wird die Temperatur vom System gesenkt, um einen erholsamen Schlaf zu gewährleisten und mehr Energie zu sparen.

Die von der Solaranlage tagsüber erzeugte überschüssige Energie wird für die Automatisierung des Geschirrspülers und der Waschmaschine verwendet. Selbst wenn wir diese Maschinen morgens mit begrenzter Energie starten, laufen sie nur, wenn noch eine bestimmte Energiemenge vorhanden ist.

Ich habe auch eine traditionelle Espressomaschine, die 20 Minuten zum Aufwärmen benötigt. Anstatt sich an einer Uhrzeit zu orientieren, da unsere Kinder uns jeden Tag zu unterschiedlichen Zeiten wecken, wurde das Gerät so automatisiert, dass es sich einschaltet, wenn ich mein Telefon aus der Ladestation nehme. Wenn er fertig ist, höre ich eine Ansage aus den Sonos-Lautsprechern, und 10 Minuten später wird er ausgeschaltet. Die Ansage und die Ausschaltautomatik funktionieren auch, wenn ich sie manuell über den KNX-Aktor einschalte. Ich bin mir zwar nicht sicher, wie viel Energie das spart, aber in einer früheren Wohnung hatte ich vergessen, die Maschine während eines ganzen Wochenendes auszuschalten.

Fazit

Die Überwachung des Stromverbrauchs spielt eine wichtige Rolle beim Verständnis des Energieverbrauchs. Durch die Analyse der Verbrauchsmuster können wir Bereiche ermitteln, in denen die Effizienz verbessert werden kann, und fundierte Entscheidungen über Maßnahmen wie die Umrüstung auf effizientere Geräte treffen.

Durch die kontinuierliche Erforschung und Erweiterung unserer Automatisierungs- und Überwachungsmöglichkeiten haben wir unser Zuhause in einen intelligenten und effizienten Lebensraum verwandelt. Da wir umweltfreundlicher leben, ist unser Energieverbrauch bereits niedrig, so dass die zusätzlichen Einsparungen nicht so dramatisch sein werden wie bei einem Haushalt mit hohem Anfangsverbrauch, aber laut Internet liegt der durchschnittliche jährliche Energieverbrauch eines Vier-Personen-Haushalts in Luxemburg bei 4000 kWh, während unserer bei 2600 kWh liegt, also 35 % niedriger.

Lynn Bayer ist Berater für erneuerbare Energien und Energiemanagement und ist auch KNX Partner.

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