In einem Neubaugebiet in Plochingen ist die Energiewende bereits Realität. Hier wird das neue Energiemanagement-System von Bosch eingesetzt und zeigt im Einfamilienhaus einer vierköpfigen Familie, wie viel Stromautarkie und Energieeffizienz durch ein intelligentes Management von Wärmepumpe, Photovoltaik und Energiespeicher schon heute möglich sind.
Wenn Herr Roeck, wie an jedem Morgen, auf sein Smartphone schaut, sieht er viele Zahlen, Charts und Balkendiagramme. Die schnelle Analyse dieser Daten und Visualisierungen zeigt, dass er ein gutes Investment getätigt hat, das mit erstklassigen Zahlen glänzt. Doch Herr Roeck freut sich nicht über die Entwicklung eines Aktiendepots, sondern über das Ergebnis, das in den letzten 24 Stunden in seinem Keller, vor seinem Haus und auf seinem Dach erarbeitet wurde.
Per App lassen sich die Einspar-Erfolge durch den Einsatz des Energiemanagers von Bosch anzeigen. Hier die Ansicht des Anteils des selbst produzierten Stroms. (Quelle: Bosch)
Dort werkeln, wie in vielen Neubauten in der Plochinger Nachbarschaft, eine Wärmepumpe und eine Photovoltaik-Anlage. Im Unterschied zu den Nachbarn und ähnlich einem Aktiendepot lässt er seine Heizungsanlage komplett managen. Im Ergebnis hat er dadurch in den letzten Monaten einen durchschnittlichen Autarkiegrad, also den Anteil des selbst genutzten Stroms am gesamten Stromverbrauch, von mehr als 55 Prozent erreicht. Ein Wert, der durch die ständige Weiterentwicklung des Bosch Energiemanagers noch ansteigen soll.
Made in „Silicon Wernau“
Die Grafiken und Zahlen auf dem Smartphone-Display von Herrn Roeck landen gleichzeitig im nur vier Kilometer entfernten Wernau bei Bosch Thermotechnik. Dort, im sogenannten „Silicon Wernau“, einer ehemaligen Fertigungshalle, wertet ein Team von Entwicklern und Ingenieuren die Daten aus, die jeden Tag in und auf dem Haus der Familie Roeck produziert werden. Die Daten aus Plochingen registriert Dr. Martin Weiss, der Projektleiter des Bosch Energiemanagers, mit Wohlwollen: „Die 55 Prozent Anteil des selbst produzierten Stroms sind ein ordentlicher Wert und die Anlage ist ja auch noch nicht so lange in Betrieb. Wenn wir das Zusammenspiel der Komponenten weiter optimieren, kann der Anteil auf über 70 Prozent ansteigen“, prognostiziert der Projektleiter des Bosch Energiemanagers.
Voraussetzung für den Energiemanager im Bosch Smart Home sind eine Wärmepumpe Compress 7000i AW und eine Photovoltaikanlage mit einem Fronius Symo (Hybrid) Wechselrichter, die beide mit dem Internet-Router verbunden sind. Zusätzlich kann ein Fronius Solarspeicher integriert werden. (Quelle: Bosch)
Seit 2016 arbeiten er und sein Team in Wernau am Energiemanager und lösen ein Problem, das viele Besitzer von Photovoltaikanlagen im Eigenheim kennen: Scheint gerade im Sommer die Sonne länger, wird viel mehr Strom erzeugt, als im Haus verwertet wird. Der überschüssige Strom fließt dann für eine geringe Einspeisevergütung in das öffentliche Stromnetz. Bevor das passiert, greift im Haus von Herrn Roeck der Energiemanager ein und leitet den Strom an Verbraucher, die noch Energie aufnehmen oder speichern können. „Privathaushalte sollen ihren selbst produzierten Solarstrom direkt nutzen können. Das gewährleistet der Energiemanager“, erläutert Weiss das Ziel der Teamarbeit in Wernau.
Einsatz fossiler Energien für Heizung und Warmwasser kam nicht mehr in Frage
Als Herr Roeck zum ersten Mal vom Energiemanager hörte, war ihm klar, dass er genau so ein System für den Neubau seines Einfamilienhauses wollte: „Heizung und Lüftung sind die schwierigsten Entscheidungen, die beim Bau eines Hauses getroffen werden müssen. Auf der einen Seite hat fast jeder Hausbauer begrenzte Mittel, auf der anderen Seite möchte man einen Beitrag leisten, damit die Kinder in einer lebenswerten Zukunft aufwachsen können. Da ich selber bei Bosch arbeite, hatte ich vom Energiemanager-Projekt früh gehört. Nach Rücksprache mit dem Architekten und dem Heizungsbauer hatten wir beste Voraussetzungen für den Einsatz der Technik. Wir wollten, unabhängig von der geplanten Lösung, sowieso Ökostrom beziehen, gleichzeitig kam der Einsatz fossiler Brennstoffe für Heizung und Warmwasser für uns nicht mehr in Frage.“
Schnell war klar, mit welchen Komponenten die Energieversorgung im Haus am besten realisiert werden kann. Jetzt steht im Keller, vor dem Haus und auf dem Dach eine Kombination aus Wärmepumpe und Photovoltaikanlage, die über das Heimnetzwerk mit einem Wechselrichter und einem Energiespeicher verbunden ist. Über das Netzwerk regelt das Bosch Smart Home System mit dem Energiemanager die Zusammenarbeit der Komponenten. Das Team um Martin Weiss bekommt jeden Tag die Daten und optimiert den Einsatz des Energiemanagers laufend weiter.
Strom aus regenerativen Energien nutzbar machen
Der Energiemanager selber ist per App steuerbar. Ein unscheinbarer Smart Home Controller verbindet die Anwendung innerhalb des Bosch Smart Home Systems mit den Komponenten der Anlage: Dazu gehören eine Wärmepumpe und eine Photovoltaikanlage, die über einen Wechselrichter angeschlossenen ist. Zusätzlich kann ein Energiespeicher eingebunden werden. Der Energiemanager sorgt er dafür, dass die Erzeugung von Warmwasser und Heizenergie möglichst in jene Zeiten verschoben wird, in denen der kostenlose Strom aus der Photovoltaikanlage zur Verfügung steht. Wird nun auf dem Dach Sonnenstrom erzeugt, kann dieser automatisch von Verbrauchern wie z. B. Waschmaschine oder Trockner genutzt werden. Liegt dort kein Verbrauch an, geht dieser Strom in die Wärmepumpe, die dann Energie für Heizung oder Warmwasser liefert. Danach kann der Stromspeicher gefüllt werden, der am Abend Energie für Licht, Warmwasser und andere Verbraucher liefert.
D. Roeck ist einer der ersten, der den Energiemanager von Bosch einsetzt. (Quelle: Bosch)
Der Energiemanager versucht die Betriebskosten beim Zusammenspiel dieser Komponenten zu minimieren. Es kann also sein, dass im Haus der Roecks die Wärmepumpe anspringt, obwohl weder die Kinder noch die Eltern daheim sind. In diesem Fall hat der Energiemanager entschieden, dass es günstiger ist, jetzt den kostenlosen Strom aus der Photovoltaik-Anlage zu nutzen und die Wohnung etwas stärker aufzuheizen oder den Warmwasserspeicher aufzuladen, als später dafür den viel teureren Strom aus dem Stromnetz zu nutzen, wenn die Sonne nicht mehr scheint. So trifft der Energiemanager sekündlich Entscheidungen und verteilt den selbst produzierten Solarstrom intelligent in den eigenen vier Wänden.
„Es ist eigentlich ein sehr einfaches System. Bevor alles installiert war, hatte ich Sorge, dass die Inbetriebnahme kompliziert werden könnte. Aber die Wärmepumpe wird nur per Barcode eingescannt und über die Schnittstelle in den Smart Home Controller integriert. Komponenten wie Wechselrichter oder Energiespeicher werden dann ganz automatisch gefunden und selbständig in das System eingebunden. Online kann ich alles per App steuern und abrufen. So habe ich die Arbeit des Energiemanagers immer im Blick“, freut sich Herr Roeck.
Ein effizienter Komponenten-Mix für die regenerative Energienutzung
Für den Einsatz des Energiemanagers hat Bosch ein Portfolio geeigneter Komponenten zusammengestellt. Der Wechselrichter, der den Strom der PV-Anlage in Haushaltsstrom umwandelt, wird genauso wie der Batterie-Speicher vom Spezialisten für PV-Technik Fronius hergestellt. Dieser Speicher ermöglicht eine noch größere Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz, indem er überschüssigen Strom vom Tag für die Nutzung am Abend bereitstellt.
Der Fronius Symo Hybrid Wechselrichter sorgt dafür, dass der Solarstrom vom Energiemanager verteilt werden kann. (Quelle: Bosch)
Als Wärmepumpe für Heizen, Kühlen und Warmwasser empfiehlt Bosch die Compress 7000i AW. Mit einem COP-Wert (Coefficient of Performance) bis 5,1 ist sie eine der effizientesten und kompaktesten Wärmepumpen auf dem Markt. Die Außeneinheit (CS7000iAW 7 OR) ist mit einer Schallleistung (ERP) von 48 dB(A) flüsterleiste im Betrieb. Alle Komponenten sind in das Bosch Smart Home System integrierbar und können per App gesteuert werden. Herr Roeck hat seine Konfiguration um eine zentrale Wohnungslüftung erweitert und spart auf diese Weise zusätzliche Energie: Die kontrollierte Wohnungslüftung Vent 5000 C von Bosch gewinnt bis zu 90 Prozent der in der Abluft enthaltenen Wärme zurück und sorgt dabei komfortabel für frische Luft im Haus.
Um noch mehr Energie zu sparen, setzt D. Roeck mit der Vent 5000 C von Bosch auf eine zentrale Wohnungslüftung (links). (Quelle: Bosch)
„Ehrlich gesagt bin ich nie hier“, erklärt er als er die Komponenten seiner Energiemanager- Konfiguration im Keller des Plochinger Eigenheims begutachtet. „Die Anlage läuft vollkommen störungsfrei. Ich kriege von der Arbeit des Energiemanagers nichts mit, außer den täglichen Reports und der niedrigen Stromrechnung am Monatsende. An die Wärmepumpe denke ich nur, wenn ich morgens das Haus verlasse und die Außeneinheit auf dem Weg zur Arbeit sehe.“
Die Inneneinheit seiner Wärmepumpe Compress 7000i AW sieht D. Roeck nur, wenn er von Sommer- auf Winterbetrieb umstellt. Sonst läuft die Anlage störungsfrei. (Quelle: Bosch)
Sparen für die Unabhängigkeit
Die angestrebte Unabhängigkeit durch den Einsatz des Energiemanagers ist kein Selbstzweck, sondern eine wirtschaftliche Entscheidung mit Blick auf die Strompreisentwicklung. Der durchschnittliche Strompreis für Privathaushalte in Deutschland ist seit der Jahrtausendwende von 13,94 auf 29,42 Cent pro Kilowattstunde in 2018 gestiegen. Das sind satte 111 Prozent. Realistische Modellrechnungen zum Einsatz des Energiemanagers machen deutlich, wie viel Geld Privathaushalte durch eine solche Lösung einsparen können: Ein Neubau mit Wärmepumpe, der schon 75 Prozent des Energiebedarfs durch kostenlose Umweltenergie erzeugt, verursacht im Durchschnitt 1.850 Euro Stromkosten pro Jahr. Kommen unter gleichen Bedingungen eine Photovoltaikanlage und ein Energiespeicher zum Einsatz, die durch den Energiemanager gesteuert werden, so reduzieren sich die Stromkosten auf 650 Euro pro Jahr. Die Unabhängigkeit vom Stromnetz beträgt bei dieser Konfiguration 55 Prozent.
Einsatz eines Energiemanagers und einer Wärmepumpe mit Photovoltaikanlage kann die durchschnittlichen Stromkosten von 1.850 Euro auf 650 Euro pro Jahr reduzieren. (Quelle: Bosch)
Die Erfahrungen von Herrn Roeck bestätigen die Modellrechnungen: „Die Unabhängigkeit ist messbar. Wir beziehen deutlich weniger Strom von außen, was sich im Portmonee niederschlägt. Und ganz unabhängig vom Geld haben wir unsere persönliche Energiewende eingeleitet.“
Die Entwicklung des Energiemanagements bei Bosch ist noch nicht abgeschlossen. Die Möglichkeiten, den selbstproduzierten Strom selber zu nutzen, statt ihn in das öffentliche Netz einzuspeisen, werden immer größer. Künftig sind zusätzliche Verbraucher, wie zum Beispiel eine Gartenpumpe per Zwischenstecker, integrierbar. Und in der Garage der Roecks könnte schon bald ein Pedelec mit Bosch Antrieb oder Elektroauto stehen, das über den günstigen, selbst produzierten Strom aus der PV-Anlage aufgeladen wird.
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