Ein HEMS (Home Energy Management System) ist eine intelligente Steuerungszentrale für den Energiehaushalt eines Gebäudes. Es koordiniert Solaranlage, Batteriespeicher, Wärmepumpe, Elektroauto-Ladestation und andere Verbraucher – mit dem Ziel, den Eigenverbrauch zu maximieren und Energiekosten zu minimieren. Das Fraunhofer ISE forscht seit Jahren an dieser Technologie.
Was macht ein HEMS?
Ein HEMS übernimmt laut Definition folgende Aufgaben:
- Monitoring: Erfassung aller Energieflüsse in Echtzeit (Erzeugung, Verbrauch, Speicherstand)
- Optimierung: Automatische Entscheidung, wann Energie gespeichert, verbraucht oder eingespeist wird
- Prognose: Vorhersage von Solarertrag und Verbrauch basierend auf Wetter und Nutzerverhalten
- Tarifoptimierung: Nutzung günstiger Strompreise bei dynamischen Tarifen
- Lastmanagement: Koordination grosser Verbraucher (Wärmepumpe, E-Auto)
HEMS mit KI-Unterstützung
Moderne HEMS setzen auf künstliche Intelligenz für bessere Prognosen und Entscheidungen. Eine Studie im Journal Applied Energy zeigt das Potenzial von Machine Learning für Energieoptimierung. Beispiele:
- ZENKI von Zendure: KI-Engine für die SolarFlow-Serie, lernt aus Verbrauchsmustern
- SMA Sunny Home Manager: Analysiert Wetterprognosen und Verbrauchshistorie
- Enphase IQ: Cloud-basierte Optimierung mit Machine Learning
KI-gestützte Systeme können laut Herstellerangaben die Energiekosten um 50-70% senken – verglichen mit einem System ohne intelligente Steuerung.
Integration mit Smart Home
Viele HEMS bieten Schnittstellen zu Smart-Home-Plattformen:
- MQTT: Offenes Protokoll für Home Assistant, Homey und andere
- Modbus: Industriestandard für Wechselrichter und Speicher
- API-Zugang: Für individuelle Automatisierungen
Die Integration ermöglicht Szenarien wie: «Waschmaschine starten, wenn genug Solarstrom vorhanden» oder «E-Auto laden, wenn Strompreis unter X Cent».
HEMS und dynamische Stromtarife
Mit dynamischen Stromtarifen (Time-of-Use oder Börsenpreise) wird HEMS besonders wertvoll. Das Bundesnetzagentur erklärt, wie solche Tarife funktionieren. Das System kann:
- Batterie laden, wenn Strom günstig ist (oft nachts oder mittags)
- Batterie entladen, wenn Strom teuer ist (Abendspitze)
- Einspeisung optimieren nach aktuellen Vergütungen
Anbieter wie Zendure mit ZenWave oder Tibber bieten die Kombination aus HEMS und dynamischem Tarif aus einer Hand.
