Mit modernen Smart Home-Systemen lässt sich der Gasverbrauch für die Heizung um bis zu 33 Prozent reduzieren – fast unabhängig von der Größe des Hauses und dem Alter der Heizanlage. Zu diesem Ergebnis kommen das Cologne Institute for Renewable Energy (CIRE) der TH Köln und der Kölner Energieversorger RheinEnergie in einer aktuellen Forschungsstudie. Dies gelingt aber nur, wenn sich die Nutzerinnen und Nutzer intensiv mit der Steuerung beschäftigen. Damit nicht nur Technikaffine Energieeinsparungen in nennenswerter Höhe realisieren können, müssen die Systeme deutlich anwenderfreundlicher werden, empfiehlt das Forscherteam.
Das Forschungsprojekt ist Teil des Projektes „CELSIUS - Combined Efficient Large Scale Integrated Urban Systems“ und wird im Rahmen des siebten Rahmenprogramms für Forschung, technologischen Entwicklung und Demonstration der Europäischen Union gefördert Für Schulungszwecke können an einer mobilen Smart Home-Demonstrationswand Aufbau, Funktionsweise und Programmierung des Smart Home-Systems interaktiv demonstriert werden. (links: Tobias Rehm und rechts: Christian Kleinschmidt) Tobias Rehm (links) und Prof. Dr.-Ing. Thorsten Schneiders (rechts) Für Schulungszwecke können an einer mobilen Smart Home-Demonstrationswand Aufbau, Funktionsweise und Programmierung des Smart Home-Systems interaktiv demonstriert werden. (links: Tobias Rehm und rechts: Christian Kleinschmidt)
Bilder: TH Köln Rahmenbedingungen der Studie
Für die Studie wurden in der Stadt Rösrath 120 Haushalte mit einer zentralen Gasheizung ausgewählt. Mitarbeiter der RheinEnergie installierten dort im Frühjahr 2016 ein marktübliches Smart Home-System. Die in die Studie aufgenommenen Einfamilienhäuser ähneln vom Alter und energetischen Standard her dem typischen Gebäudebestand in vielen deutschen Städten. Daher lassen sich die Forschungserrgebnisse sehr gut auf den deutschen Smart Home-Markt übertragen. Studienlaufzeit war bis Ende 2017.
Das Forschungsprojekt „SmartHome Rösrath“ wurde durch das siebte Rahmenprogramm für Forschung, technologischen Entwicklung und Demonstration der Europäischen Union gefördert und ist Teil des Forschungsprojektes „CELSIUS - Combined Efficient Large Scale Integrated Urban Systems“.
Kontinuierliche Online-Umfragen zum Energie- und Nutzerverhalten
Nach der Installation der Smart Home-Systeme wurden die Verbräuche von Strom und Wärme über die Laufzeit des Feldtests von knapp zwei Jahren monatlich aufgenommen. Durch die Laufzeit war sichergestellt, dass mindestens eine ganze Heizperiode abgedeckt war. Zudem wurden die Teilnehmer regelmäßig befragt, wie sie Energie nutzen und das Smart Home-System einsetzen.
Ziel der Erhebungen war es, alle Parameter und Daten zu erfassen, die für die Bestimmung und Validierung der Einsparpotenziale durch Smart Home-Systeme notwendig sind. Die Einsparpotenziale werden durch den Vergleich der durchschnittlichen Referenzdaten der letzten drei Jahre mit dem jährlichen Verbrauch aus der Studienphase bestimmt.
Heizenergieeinsparungen bis zu 33% durch Smart Home
Die Auswertung des Heizenergieverbrauchs hat gezeigt, dass die maximalen Einsparungen im Vergleich zu den Vorjahren ohne Smart Home-System bei rund 33 % liegen. Zur weiteren Analyse der Ergebnisse wurden intensivere Umfragen und Gespräche zum Heizverhalten durchgeführt. Bei der Analyse der Teilnehmer mit deutlichen Einsparungen, sind folgende Gründe für die erzielten Einsparungen identifiziert worden:
- sicherer Umgang mit dem Smart Home-System (Teilnehmer „fühlen sich sicher“ in der Bedienung)
- aktive Nutzung von Automationen (Zeitpläne, Lüftungsautomation)
- kontinuierliche Nutzung des Systems
- hohes Maß an Energiebewusstsein
Es gab auch Teilnehmer, bei denen sich der Heizenergieverbrauch erhöhte. Dies lag zum einen an Veränderungen im Haushalt (längere Anwesenheitszeiten, mehr Personen oder mehr genutzte Räume). Es gab aber auch Probleme bei der Handhabung des Smart Home-Systems, oder es wurde bewusst mehr geheizt.
Insgesamt zeigen die Ergebnisse der Forschungsstudie, dass in vielen Bestandsgebäuden deutliche Energieeinsparungen durch Smart Home möglich sind. Voraussetzung dafür ist neben einer technisch sinnvollen Ausstattung und sachgemäßen Installation vor allem die leichte Bedienbarkeit und Handhabbarkeit des Smart Home-Systems. So können auch technische Laien schnell Einsparerfolge in ihrem Zuhause erzielen, und gleichzeitig komfortabler die Heizungen oder elektrischen Geräte in ihrem Haushalt steuern.
Fortsetzung der Forschungsarbeiten im neuen „Virtuellen Institut Smart Energy“
Die im Projekt gewonnen Erkenntnisse fließen in Folgeprojekte ein, die sich mit der Nutzung smarter Technologien in Privathaushalten, aber auch in mittelständischen Unternehmen befassen. Diese Projekte sind angesiedelt im von der TH Köln und der Universität Münster gegründeten Virtuellen Institut Smart Energy (VISE), dessen technischer Leiter Prof. Schneiders ist.
Die wesentliche Zielsetzung hinter dem virtuellen Institut besteht darin, den Einfluss von Digitalisierung auf die Energiewelt unter Einbezug technischer, ökonomischer und sozioökonomischer Aspekte zu untersuchen. Im Fokus steht dabei vor allem die Betrachtung neuer smarter Technologien (z.B. Smart Meter, Smart Home) in den Anwendungsbereichen von Haushalten, mittelständischen Unternehmen sowie Virtuellen Kraftwerken. Dabei bietet das VISE eine neue, interdisziplinäre Plattform für Akteure aus Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft, über die ein Wissensaustausch zwischen den Akteuren ermöglicht sowie eine Basis für die Schaffung neuer Forschungskooperationen zwischen den verschiedenen Akteuren geschaffen werden soll.
Ausführliche Informationen zur Studie sind hier zu finden.
Autoren: Prof. Dr.Ing. Thorsten Schneiders, Professor am Cologne Institute for Renewable Energy an der Technischen Hochschule Köln und technischer Leiter des Virtuellen Institut Smart Energy; Tobias Rehm (M.Sc.), wissenschaftlicher Mitarbeiter und Projektleiter an der TH Köln.
Homepage VISE: www.smart-energy.nrw