Smart .......

Geschichte der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik
Abkürzungen im SHK-Handwerk
Bosy-online-ABC

Smart Metering
Intelligente Verbrauchserfassung

Smart Meter
Digitale Verbrauchszähler

Smart Grid
Intelligentes Stromnetz

Smart Home
Intelligentes Haus

SmartMetering
SmartMeter
SmartGrid
SmartHome

Smart Building
Digitalsierte Gebäude

Smart Building
Sicherheit
Smart Building
App

Der Begriff "Smart" ist heutzutage voll im Trend. Wer nicht auf diesen Zug aufspringt, der wird schnell als altmodisch hingestellt. Vieles, was auf den Markt kommt, wird als "Smart" bezeichnet. Ob die Werbestrategen der Hersteller wirklich wissen, was hinter dem Begriff steht, kann oft bezweifelt werden.
aufgeweckt, diplomatisch, erfahren, geschickt, gewandt, gewählt, geübt, kultiviert, raffiniert, routiniert, sicher, taktisch, weitläufig, weltgewandt, weltmännisch, wendig
Was davon auf das jeweilige System und Produkt wirklich zutrifft, scheint oft egal zu sein.

Hauptsache, es ist smart.

So wie es aussieht, wird der Begriff "KI - Künstliche Intelligenz" das Smarte ablösen. Wichtig ist in diesem Zusammenhang ist, dass alles, was Smart werden soll, auch auf die fachlich richtigen Hintergründe trifft. Das Setzen einer App ist nur ein kleiner Teil, damit es wirklich Smart wird.

Es muss nicht immer High Tech sein, mit der Low Tech sind oft viele Hausbewohner besser aufgestellt.

...................................................................................................................................................................................................

Die Energiewende in Deutschland und die damit zunehmende Bedeutung erneuerbarer Energien (Photovoltaikanlagen und Windkraft), die sich nicht wie bisher planen oder steuern lassen, benötigen ein passendes Stromnetz, das europaweit erstellt werden muss. Auch die dezentralen Erzeuger (Biogasanlagen, Kleinwindkraftanlagen, Mini-Wasserkraftwerke, Blockheizkraftwerke) führen zu schwer vorhersehbaren Schwankungen und benötigen ein stabiles Stromnetz.
Elektrische Energie kann nur begrenzt gespeichert werden (fehlende leistungsstarke Akkus, Pumpspeicherkraftwerke, teure Umwandlung in Wasserstoff oder Windgas, Thermodynamisches Kleinkraftwerk). Deswegen wird zur Energieversorgung ein intelligentes Stromnetz notwendig, das die Energieerzeugung und den Energieverbrauch effizient verknüpft und ausbalanciert. Kernbausteine eines solchen Netzes sind intelligente Messsysteme (Smart Metering Systems). Diese sollen für eine aktuelle Verbrauchstransparenz und eine sichere Übermittlung von Messdaten sorgen und die elektronischen Verbrauchsgeräte und Erzeugungsanlagen so steuern, dass ein besseres Last- und Einspeisemanagement im Verteilnetz ermöglicht wird.
Das Smart Metering System besteht aus einer Kommunikationseinheit (Smart Meter Gateway), das die elektronischen Messeinrichtungen im Lokalen Metrologischen Netz (LMN) mit den verschiedenen Marktteilnehmern (Smart Meter Gateway Administrator, Verteilnetzbetreiber oder Messstellenbetreiber) im Weitverkehrsnetz (WAN) und dem lokalen Heimnetz (HAN) verbindet. Das Smart Meter Gateway sorgt dafür, dass alle Kommunikationsverbindungen verschlüsselt werden, damit nur bekannten Teilnehmern und Geräte vertraut wird.
Das Smart Metering, Smart Grid und Smart Building scheint nicht nur ein Hype zu sein, es entwickelt sich zum Trend bzw. Megatrend "Neo-Ökonomie".

 
 

Smart Metering - intelligente Verbrauchserfassung

Für den Begriff "Smart Metering" gibt es keine deutsche Übersetzung (intelligente Verbrauchserfassung könnte passen). Die EMSA (European Smart Metering Alliance) definiert den Begriff in folgende Funktionen:
  • 2-Wege Datenübertragung mit Zählern
  • Automatische Abwicklung von Messungen
  • Automatische Verarbeitung, Transfer, Management und Verwendung von Messdaten
  • Lieferung aussagkräftiger und zeitnaher Verbrauchsdaten an die Versorger und ihre Systeme und an den Energieverbraucher
  • Unterstützung von Diensten, die die Energieeffizienz des Energieverbrauchs verbessern
  • Unterstützung von Diensten, die die Energieeffizienz des Energiesystems verbessern (Erzeugung, Übertragung, Verteilung und Endnutzung)
Der Vorteil für den Endverbraucher ist, dass er jederzeit eine detaillierte Verbrauchsinformation über seinen Strom-, Gas-, Wasser- und Fernwärmeverbrauch erhält. Aus diesen Daten, die er über seinen Computer übermittelt bekommt, kann er die Verbrauchszeiten und Verbrauchsmengen entnehmen und entsprechend auszuwerten. Außerdem können gezielte Hinweise auf Stromkosteneinsparmöglichkeiten durch dynamische Tarife gegeben werden.
Der Vorteil für den Versorger ist, dass er z. B. über die neue Technologie "Smart Grid“ (intelligentes Stromnetz) den Stromverbrauch steuern kann, was durch den verstärkten Einsatz erneuerbarer Energien notwendig wird.
Ungeklärt ist zur Zeit noch der Datenschutz, weil mit den übermittelten Verbrauchsdaten ein Nutzerprofil erstellt werden kann.
 
 
Smart Home
Unter dem Begriff "Smart Home" (intelligentes Haus) wird die ganze Bandbreite der Gebäudeautomation in privaten Wohngebäuden zusammengefasst.
Smart Connect - Willkommen in dieser Zukunft
Quelle: Deutsche Telekom AG
"Smart Connect" ist die Steuerung für das intelligente Haus. Sie integriert verschiedene Hausnetztechnologien: So ist eine einfache Fernsteuerung von Fenstern, Beleuchtung und Rollläden mit einem Smartphone oder Tablet möglich sowie das Bedienen von Alarmanlagen oder das Steuern von Haushaltsgeräten. Die Plattform stellt eine sichere und flexible Infrastruktur für Hersteller von Gebäudetechnik und Hausgeräten oder Energieversorger dar, die darüber ihre Dienste für das vernetzte Haus anbieten können.
Immer mehr private Haus- bzw. Wohnungseigentümer befassen sich mit der intelligenten Haussteuerung (Smart Home). Hier steht das Smartphone bzw. iPhone im Vordergrund. Diese Geräte sind bereits jetzt immer wichtiger im Leben eines modernen Menschen. Über die Apps aus dem Bereich der Haustechnik lassen sich viele Funktionen steuern und dokumentieren. Die Apps gibt es für die verschiedenen Betriebssysteme (Apple iPhone, Apple iPad, Android, Windows Phone, WebApps) z. B. in der AppBibliothek des HaustechnikDialogs.

Eine vom GDI (GDI Gottlieb Duttweiler Institute Stiftung "Im Grüene") herausgegebene Studie zum Thema "Smart Home" 2015 zeigt, worauf sich der Immobiliensektor in Zukunft gefasst machen muss.

So werden sich beispielsweise Aufgaben und Arbeitsabläufe des Handwerkers verändern. Er wird von intelligenten Geräten bei Reparaturbedarf direkt informiert, arbeitet Hand in Hand mit Baurobotern und kooperiert mit IT-Fachleuten. Die Digitalisierung verändert die Spielregeln der Branchen, eröffnet aber auch neue Möglichkeiten: Wer sie nutzen will, sollte jetzt damit beginnen, sich auf den Wandel einzustellen.

Smart Home 2030: Sechs Thesen, wie die Digitalisierung das Bauen und Wohnen verändert

1. Statt Hardware bestimmt die Software
Computer-Programme definieren, wie wir Wohnungen steuern, überwachen, organisieren und wie die Anbieter planen, bauen und ausstatten: Die Art und Weise, wie all diese Prozesse und Dienstleistungen funktionieren, ist softwaregetrieben. Während es bereits seit längerem automatisierte Infrastrukturen für Beleuchtung, Belüftung oder Heizung gibt, kommen nun immer mehr digitale Dienstleistungen hinzu. Sie werden für Mieter wie Eigentümer erschwinglicher und einfacher zu installieren und zu bedienen. Denn statt komplexen Nachrüstungen braucht es für digitale Plug-and-play-Geräte nur noch einen Internetanschluss. In der Folge wird die Vernetzung im und rund ums Haus zum Standard. Und auch wie Wohnungen geplant und gebaut werden, verändert sich. Digitale Planungstools, virtuelle 3-D-Modelle, Bauroboter: Statt Beton bestimmt 2030 die Software das Bauen.

2. Tradition trifft auf Convenience – das digitale Wohnen wird gemütlicher
Unsere Wohnung wird 2030 wie ein Smartphone funktionieren, aber trotzdem kein Science-Fiction-Haushalt sein. Denn je digitaler unsere Welt, desto stärker keimt als Gegentrend die Sehnsucht nach dem «Realen» und «Authentischen» auf. Viele technologische Innovationen finden deshalb unaufdringlich und im Hintergrund statt. Trotz Vernetzung bleibt das Zuhause gemütlich.

3. Mehr Transparenz bedeutet mehr Sicherheit – und neue Abhängigkeiten
Digitales Wohnen erzeugt enorme Datenmengen. Bewohner werden transparent und machen sich angreifbarer. Das digitale Ökosystem schafft neue, kaum durchschaubare Abhängigkeiten – doch zugleich auch mehr Sicherheit: BewohnerInnen können ihr Zuhause jederzeit und von überall her kontrollieren. Das smarte Haus merkt, wenn mit seinen Bewohnern etwas nicht stimmt: ein großer Mehrwert gerade in unserer alternden Gesellschaft.

4. Wohnen wird nachhaltiger und preiswerter
Infrastruktur, Geräte und Ressourcenverbrauch lassen sich im Smart Home von morgen effizienter steuern. Intelligente Haussteuerung wird deshalb von Politikern (Stichwort: Energiewende) und Konsumenten (Nachhaltigkeit) gefordert.

5. Rundum-Komfort wird wichtiger als die Immobilie
Immobilien lassen sich übermorgen intelligenter bewirtschaften als bislang, zum Nutzen von Mieter und Vermieter. Auch der Einkauf wird zunehmend automatisiert und vereinfacht; intelligente Kaffeemaschinen beispielsweise ersetzen die Kapseln bei Bedarf gleich selbst. Je mehr Dienstleistungen rund ums Haus übers Netz abgewickelt werden, desto attraktiver wird das intelligente Heim für die Nutzer. Vernetzte Komfort-Services rund ums Objekt werden in Entscheidungsprozessen von Bauherren und Mietern einst ebenso eine wichtige Rolle spielen wie die Immobilie selber.

6. Vernetzung ist der Schlüssel zum Erfolg
Ob Strom-, Kommunikations- oder Inneneinrichtungsunternehmen – Anbieter können gemeinsam smartere Services und Produkte anbieten als alleine. Indem sich die verschiedenen Branchen miteinander und über ihre Grenzen hinaus mit Software-Playern vernetzen, entsteht Innovation. Diese Vernetzung muss für den/die EndnutzerInnen unsichtbar sein: Wir wollen nicht unzählige Apps, sondern nur eine zentrale Alleskönner-Plattform. Schon heute rivalisieren zahlreiche Anbieter aller Branchen um diese Schnittstelle zur Kundschaft, bis jetzt hat sich aber keine Plattform durchgesetzt.
Quelle: GDI Gottlieb Duttweiler Institute, KNX CH

 
 

Smart Building

Digitalsierte Gebäude
Quelle: euromicron Deutschland GmbH

Unter dem Begriff "Smart Building" (Digitalsierte Gebäude, Intelligente Gebäude) versteht man die Automation und zentrale Bedienung der technischen Ausstattung von Zweckgebäuden (z. B. Mehrfamilienhäuser, Bürogebäuden, Einkaufszentren, Fertigungshallen, Flughäfen). Hier geht es um die Sicherheit des Gebäudes (Brandmeldetechnik, Feuerlöscheinrichtung, dynamische Fluchtwegeplanung), die energetische Optimierung des Gebäudebetriebs (die Vorstufe der Künstliche Intelligenz) und Service.
Ein Bereich des Smart Buildings ist die Energieeffizienz, denn die Gebäude benötigen ca. 40 % des gesamten Energieverbrauchs und sind für ca. 20 % der gesamten CO2-Emissionen verantwortlich. Deswegen steht die Energieeffizienz (Energie-Verbrauch, -Speicherung und -Erzeugung), und die Interaktion mit intelligenten Stromnetzen (Smart Grid) im Vordergrund des Smart Buildings.
Es kommuniziert mit einem Energieversorger oder unabhängigen Energieanbietern in Echtzeit bilateral und managet den Eigen-Verbrauch, -Erzeugung und -Speicherung ohne Komforteinbußen und reduziert dadurch negative Umwelteinwirkung. Auch die Stromspeicherung mit Stationen für Elektroautos oder thermisch (mittels Eisspeicher oder Kaltwasserspeicher), dezentralisierte oder On-Site Energieerzeugung (traditionelle und erneuerbare), um das Hauptnetz zu entlasten. Außerdem kann es als Energielieferant agieren, um das Hauptnetz in Zeiten extremer Nachfrage oder bei extremen Stromtarifen zu entlasten.
 
 
Smart Home - Sicherheit
Die Informationstechnik (IT - Informations- und Datenverarbeitung) von Gebäudefunktionen (Smart Home) ist ein ideales Ziel von Angreifern, die sich dort einhacken und neben dem Ausspähen von Daten ein Botnet* einrichten können. Der Hacker agiert passiv und zapft Informationen an. Sicherheitsexperten weisen darauf hin, dass Gebäudefunktionen in Eigenheimen nicht sorglos, also ohne ausreichenden Schutz, mit dem Internet verbunden werden sollen.
Die Hacker sind in der Lage, aktiv in die Systeme einzugreifen. In vielen Fällen sind die Systeme nicht sicher und lassen sich nur mit großem Aufwand erneuern. Zur Zeit wird an einer Software gearbeitet, die Hackerangriffe abwehrt, bevor sie die Gebäude erreichen. Die Angriffe durch Botnets auf Smart Homes sind real. So können z. B. über das Internet gesteuerte Rollläden, Heizungen oder Schließsysteme für derartige Attacken genutzt werden. Der Hacker hat es dabei nicht wie bisher auf die Computer abgesehen, sondern auf diejenigen Komponenten der Gebäudeautomation, die Häuser mit dem Internet verbinden. Wichtig ist, dass die Antiviren-Software und eine Software-Firewall immer auf dem neuesten Stand gehalten werden.
*Botnet (Bots - robots) Angreifer infiltrieren mehrere Rechner, ohne das die Eigentümer es merken, schließen diese zu Netzen (nets) zusammen und missbrauchen sie dann für Computerattacken (Datendiebstahl, Spam, Proxy Standby, Click Fraud, Rogue AV, DDoS-Angriff)
Viele Nutzer von Fernsteuerungen über ein eigene Netz und per Smartphone können sich nicht vorstellen, welche Manipulationen vorgenommen werden können. Es sind Millionen von WLAN-Router installiert, die überhaupt nicht oder nur über Standardpasswörter gesichert sind. Hier steht die private Smart-Home-Technik den Hackern angelweit offen. Viele Smart Home-Systeme haben keine Verschlüsselungen. Hier können die Angreifer alle Vorgänge protokollieren (Heizung, Strom, Licht, Bewegungsmelder, Kamera, Alarmanlage). Dadurch wissen sie z. B., wann die Bewohner das Haus verlassen und können die vernetzte Alarmanlage stromlos schalten, um das Haus auszuräumen.
 
 
Low Tech / Light Tech / High Tech
Diese Begriffe befassen sich mit dem Einzug der Informationstechnologie im Bauwesen. Dabei geht es um Konzepte des nachhaltigen Bauens und den existierenden Möglichkeiten der Gebäudeoptimierung, die mit Informations-, Kommunikations- und Gebäudeautomatisations-Systemen verknüpft sind. Sie befassen sich mit den Richtungen, welche bei zukünftigen Planungsaufgaben angewendet werden können.
Low Tech - Light Tech
Low Tech steht für, Gebäude einfach zu gestalten und so weit wie möglich direkt mit den natürlichen Ressourcen der jeweiligen Umgebung zu betreiben. Der Grundsatz ist die Nachhaltigkeit. Light Tech weist zusätzlich darauf hin, daß es notwendig ist, nicht nur recyclingfähige Baustoffe einzusetzen, sondern vielmehr Bauten so zu entwickeln, daß sie möglichst ressourcensparend geplant sind. Dabei wird bei den grundlegenden Funktionen (z. B. Heizen, Kühlen, Lüften, Belichten und Beschatten) ein möglichst geringer Technikeinsatz (wenig Elektronik, wenigier "Smart Home") angestrebt.
Bei dem Material liegt der Schwerpunkt auf dem Einsatz natürlich vorkommender Baumaterialen und Baustoffe. Diese sollen einerseits einen minimalen Verbrauch an grauer Energie und ein Maximum an Up-/Recyclingfähigkeit aufweisen. Außerdem ist ein bewusster und ökonomischer Umgang mit Material anzustreben und spezifische Materialeigenschaften zur Technikvermeidung zu nutzen und bei den Systeme ist ein suffizienter Umgang anzustreben.
Hier ist eine Veränderung des menschlichen Lebensstils, Ressourcen einzusparen, notwendig. Die Grundlage der Suffizienz sind nicht die technischen Neuerungen, sondern das Verhalten der Menschen. Besondere Baustandards oder eine lange Nutzungsdauer sind Beispiele, die von einem suffizienten Umgang mit vorhandener Ressourcen ausgehen. Diese suffiziente, robuste und kosteneffiziente Bauweise bezieht sich auf einen reduzierten Technikanteil über den gesamten Lebenszyklus (Herstellung – Betrieb – Rückbau).
Mit einfachen Worten, bei der Low-Tech geht es um eine
• einfache Herstellung
• einfache Funktion
• einfache Bedienung
• einfache Wartung
• lange Lebensdauer bzw. Nutzungsdauer der Bauteile.
Es geht also um das bewusste Verzichten einer komplizierten umfangreichen Technik und das Nutzen einfacher Wirkprinzipien. Diese Art zu bauen könnte ein Beitrag sein, die immer mehr steigenden Baukosten zu senken.
Ein typisches Beispiel für die Low-Tech-Anwendung ist der Verzicht einer Einzelraumregelung (ERR) bei einer Fußbodenheizung. Dabei ist die Regelung der Heizkreise durch Stellantriebe nicht notwendig, weil der Selbstregeleffekt genutzt wird. Der Verzicht muss aber bei dem Bauamt beantragt werden (Befreiung von der EnEV), da die EnEV eine ERR vorschreibt.
Low-Tech ist eine Konstruktionsphilosophie, die den Gegenpol zur High-Tech bildet.

Low Tech - High Effect! Eine Übersicht über nachhaltige Low-tech Gebäude: realisierte Beispiele, innovative Ansätze, Prinzipien und systemische Lösungswege
Low Tech - "weniger Technik durch mehr Architektur"
Low Tech statt High-Tech-Siedlungen
Das energieeffiziente Low-Tech-Haus

Nachhaltigkeit
"Nachhaltigkeit" - ist das ein Modewort oder eine Notwendigkeit?
Nachhaltigkeitsmodelle befassen sich mit der Ökologie (Erhaltung der Naturfunktionen, Kreislaufgerechtigkeit), der Ökonomie (Sicherung angemessener Bedürfnisbefriedigung, Beschäftigung) und dem Sozialen (Gerechtigkeit innerhalb der jetzt lebenden Generation und den zukünfigen Generationen).

Um eine Nachhaltigkeit zu erreichen, bauen die Strategien auf Effizienz (Ressourcenproduktivität [sparsame Nutzung von Materie und Energie]), Konsistenz (naturverträgliche Technologien, nutzen Stoffe und Leistungen der Ökosysteme ohne sie zu zerstören) und Suffizienz (Grundgedanke > eine Veränderung des menschlichen Lebensstils, um Ressourcen einzusparen. Hierbei geht es nicht nur um Verzicht, sondern auch für alle ein gutes Leben zu ermöglichen und durch einen klugen Umgang mit Ressourcen* für kommende Generationen eine gute Lebensgrundlage zu erhalten) auf. Hierbei werden aber nicht alle Bereiche der Nachhaltigkeit abgedeckt. Die soziale Faktoren (z. B. Geschlechtergerechtigkeit) oder die soziale Sicherheit werden nicht beachtet.
Um eine hohe Nachhaltigkeit zu erreichen müssen alle drei Prinzipien gemeinsam angewendet werden, denn nur wenn naturverträgliche, technische Neuerungen auf eine Veränderung des Lebensstils treffen und diesen begünstigen kann das Ziel erreicht werden.
* natürlich vorhandener Bestand von etwas, was für einen bestimmten Zweck, besonders zur Ernährung der Menschen und zur wirtschaftlichen Produktion, (ständig) benötigt wird. Quelle: Duden

High Tech
High Tech steht dafür, dass der Einfluß der künftigen Informations- und Kommunikationssysteme sich zunehmend auch im Bauen niederschlagen wird. Mit "Smart Home" (intelligentes Haus) wird die ganze Bandbreite der Gebäudeautomation in privaten Wohngebäuden zusammengefasst und mit " Smart Building" (Digitalsierte Gebäude, Intelligente Gebäude) wird die Automation und zentrale Bedienung der technischen Ausstattung von Zweckgebäuden (z. B. Mehrfamilienhäuser, Bürogebäuden, Einkaufszentren, Fertigungshallen, Flughäfen) realisiert. Hier geht es um die Sicherheit des Gebäudes (Brandmeldetechnik, Feuerlöscheinrichtung, dynamische Fluchtwegeplanung), die energetische Optimierung des Gebäudebetriebs und Service.
Auch die Fernwirktechnik, die Hausautomation und die Gebäudeleittechnik gehören in den Bereich der High Tech.

Hightech mit Ausstrahlung - Birgit Ochs
Das Hightech-Haus - Sabine Neumann

 
 

Smart Meter - intelligenter Verbrauchszähler

Der elektronische Verbrauchsmesser ist ein digitaler (intelligenter) Verbrauchszähler (Smart Meter). Der Smart Meter erfasst laufend die Verbrauchsdaten (Strom, Wasser, Gas und Fern- bzw. Nahwärme) und übermitteln diese an die Zählerverwaltungssysteme der Energieversorger. Über das Internet können die eigenen Verbrauchsdaten abgerufen werden. Die Tages- oder Monatsverbräuche werden in einer Zusammenstellung gesammelt und geben Auskunft über Verbrauch und die sich daraus ergebenden Kosten. So ist z. B. mit dieser Datenübermittlung das Aufspüren alter "Stromfresser“ möglich.
Smart Meter
Quelle: Stadtwerke Bochum GmbH
Durch diesen elektronischen Stromzähler kann man den Stromverbrauch jederzeit verfolgen und ggf. die Sparpotenziale der verschiedenen Stromtarife im Haushalt ausschöpfen.
Ungeklärt ist zur Zeit noch der Datenschutz, weil mit den übermittelten Verbrauchsdaten ein Nutzerprofil erstellt werden kann.
Die Smart Meter sind ein Bestandteil der neuen Technologie "Smart Grid“ (intelligentes Stromnetz). Durch den verstärkten Einsatz erneuerbarer Energien für die Stromerzeugung werden „denkende Systeme“ (Erfassung, Analyse, Steuerung, Speicherung und Transport) notwendig.
In Italien wurden die ersten Smart Meter im Jahr 2001 durch den Stromversorger Enel landesweit eingebaut. Die Installation der 27 Millionen Geräte dauerte 5 Jahre. Mittlerweile werden die Smart Meter auch auf das Gas- und Wassernetz ausgeweitet.
In Schweden wurden die ersten Studien 2001 durchgef ührt, was dazu führte, dass die Regierung zwei Jahre später ein Gesetz verabschiedete, welches EVUs verpflichtete, ab 2009 die Stromzähler aller Haushalte monatlich abzulesen. Auf Grund dessen wurden seither flächendeckend Smart Meter eingebaut. Die schwedische Gesetzgebung bewegte die EVUs Finnlands dazu, AMM auf einer freiwilligen Basis einzuühren. Eine entsprechende Gesetzgebung erfolgte erst im letzten Jahr und zielt auf eine Abdeckung von 80 % aller Haushalte bis 2013. Dänemark folgte 2004 mit den ersten Projekten. Unterdessen sind acht EVUs dabei, ihre Stromzähler zu aktualisieren, was 33 % der dänischen Haushalte betrifft. Die Installationen sollten alle in den kommenden Jahren zu einem Ende kommen. In Norwegen wurde 2005 die stündliche Ablesung für grosse Stromverbraucher gesetzlich verankert. Seit 2007 haben EVUs angefangen auf Smart Meter umzustellen und planen bis 2013 alle Haushalte umgerüstet zu haben. Quelle: ETH Zürich

.
Verbreitung von Smart Metern in der Welt
Quelle: ETH Zürich

 
 
Smart Grid - intelligentes Stromnetz
Quelle: Siemens AG
Die Belastung des deutschen Stromnetzes werden mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien erheblich zunehmen. Die Deutsche Energie-Agentur weist darauf hin, dass bis 2020 ca. 3.600 Kilometer Stromtrassen zusätzlich gebaut werden müssen, um den Strom aus den Winkraftanlagen von den Nord- und Ostseeküsten bzw. aus der Nordsee ("Offshore") in die Verbrauchszentren zu transportieren. Schon heute wird es schwierig, diese Trassen bei der Bevölkerung durchzusetzten.
Zusätzlich zu den neuen Stromspeichertechnologien wird man in der Zukunft nicht darum herumkommen, die Stromnetze intelligenter zu gestalten, um den Strom besser verteilen zu können. In den vergangenen Jahren mussten immer wieder Windkraftanlagen in den Windparks, besonders bei starkem Wind, komplett abgeschaltet werden, damit das Stromnetz lokal nicht überlastet wurde.

Mit dem Smart Grid (intelligentes Stromnetz) kann mit einer speziellen Software eine "Lastverschiebung" vorgenommen werden. Hiermit können elektrische Verbraucher (Lasten) in Gebäuden so gesteuert werden, dass sie dann über Smart Meter einschalten, wenn Photovoltaik-Module und Windkraftanlagen Strom im Überfluss erzeugen. Dadurch kann der Strom zu den Zeiten durch besondere Stromtarifes günstig angeboten werden. Umgekehrt wird der Strom bei Dunkelheit oder Windstille besonders teuer und es sinnvoll wird, elektrischen Geräte abzuschalten. Grundlage dieser Technologie ist auch das Smart Metering.

 
 

SG Ready Label

Smart Grid Ready Label - Wärmepumpe

SG Ready (Smart Grid Ready) steht für “Bereit für ein intelligentes Stromnetz”. Damit lassen sich Wärmepumpen, die mit dem Label versehen sind, mit einem intelligenten Stromnetz oder aber Smart Grid interagieren. Die Kennzeichnung solcher Wärmepumpen-Modelle erfolgt seit dem Jahr 2012 und wurde maßgeblich vom Bundesverband Wärmepumpe (BWP) und führenden Wärmepumpenherstellern vorangetrieben. Maßgeblich für die Einführung des Labels waren dabei zwei Entwicklungen. Der schnelle Ausbau der erneuerbaren Energien sowie die zunehmende Sektorenkopplung.

Das SG Ready-Label für Wärmepumpen – das sollten Sie wissen
Arne Gonschor, wegatech greenergy GmbH

SG Ready-Label - Wärmepumpen im Smart Grid
Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V.

Seit 1. Januar 2023 schreibt die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) vor, dass Wärmepumpen über Schnittstellen verfügen müssen, über die sie automatisiert netzdienlich aktiviert und betrieben werden können. Hier wurde der Standard "SG Ready" geschaffen.

.
Systemverbund mit SG Ready

Quelle: cci Dialog GmbH

Für den Systemverbund aus Photovoltaik-Anlage und Wärmepumpe hat sich in der Praxis eine simple Relaissteuerung etabliert: Der PV-Wechselrichter signalisiert der Wärmepumpe über einen geschlossenen Relaiskontakt, dass ein "Überschuss" an selbsterzeugtem Solarstrom existiert. Die Einspareffekte durch die PV-Stromnutzung sind relativ gering. Auf Grund des fehlenden Stromspeichers haben Angebot und Bedarf eine geringe Schnittmenge.

.
Energiemanagementsystem

Quelle: cci Dialog GmbH

Die Effektivität der PV-Stromnutzung verbessert sich, wenn ein Batteriespeicher hinzugefügt wird. Allerdings ist zur Energieeffizienzoptimierung unter Ausnutzung der gegenwärtigen technischen Möglichkeiten zwischen Wechselrichter und Wärmepumpenregler ein intelligenter Regelalgorithmus erforderlich. Eine solche Softwarekomponente lässt sich als integraler Bestandteil kostenoptimiert direkt im Wechselrichter oder in der Wärmepumpe realisieren.

So hilft SG Ready bei der Wärmewende
Klaus-Dieter Walter, cci Dialog GmbH

 
 

VHPready

VHPready (Virtual Heat and Power Ready [Bereit für virtuelle Wärme und Strom]) ist ein offener Industriestandard für die Steuerung und den Zusammenschluss von dezentralen Strom- und Wärmeerzeugungsanlagen, Verbrauchern und Energiespeichern zu Virtuellen Kraftwerken und Anwendungen im Smart Grid.
Der Kommunikationsstandard VHPready 4.0 entwickelt sich zum Schlüssel für die Vernetzung im Smart Grid und bildet die Grundlage für eine schnelle, kostengünstige und zuverlässige Kommunikation zwischen den Leitwarten der Betreiber virtueller Kraftwerke und dezentralen technischen Einheiten. Dieser Standard steht interessierten Anlagen-, Kraftwerks- und Netzbetreibern sowie Herstellern frei zur Verfügung.


VHPready Label
für virtuelle Wärme und Strom

Der VHPready-Standard regelt die Mindestanforderungen in Bezug auf die IT-Sicherheit. Im Einzelnen werden durch die VHPready-Spezifikationen bestimmte Datenpunkte, spezielle Fernwirkprotokolle nach IEC 60870-5-104, IEC 61850-7-420, Security-Merkmale (kryptografisch sichere Verbindungen per VPN), sowie ein definiertes System- und Zeitverhalten (z. B. die Reaktionszeit bei Änderungen eines Sollwerts) festgelegt.
.

.
VHPready 4.0-konforme Lösungen für die standardisierte Anlagenintegration
in ein Virtuelles Kraftwerk bzw. in das Smart Grid.

.Quelle: SSV Software Systems GmbH

VHPready 4.0: Der Standard für virtuelle Kraftwerke
SSV Software Systems GmbH

Multi-Schnittstellenumsetzer - Anbindung dezentraler Anlagen an virtuelle Kraftwerke
Christine Twesten, Alfred Kuhse GmbH

 
 

Künstliche Intelligenz

Die Künstliche Intelligenz (KI [engl. AI - artificial intelligence]) ist ein Teilgebiet der Informatik, das sich mit dem maschinellen Lernen und der Automatisierung intelligenten Verhaltens befasst. Hier besteht aber erst einmal die Frage, was ist unter "Intelligenz" zu verstehen. Diese Technik wird schon in vielen Bereichen unseres Lebens eingesetzt, ohne dass wir es merken bzw. wissen.
Zur Zeit wird in der Automobilindustrie, im Gesundheitswesen, im Bank-, Finanz- und Versicherungsbereich, der Raumfahrt und im Immobiliensektor besonders aktiv gearbeitet.

Auch in Heizungsanlagen hat die Künstliche Intelligenz bereits Einzug gehalten. In Büro- und Einzelhandelsimmobilien und in Mehrfamilienhäusern werden heute schon Prognoseverfahren eingesetzt, um die Wärmeerzeugung besser an den Bedarf anzupassen. Hier muss das KI-System das Gebäude verstehen lernen. So z. B. wie dessen thermodynamische Eigenschaften sind (wie viel Wärme speichern Wände und Böden, wie verhält es sich bei der Sonneneinstrahlung) Dazu wird die Software mit einer Vielzahl von Daten gefüttert. Die Temperaturen und die Raumluftfeuchte in den einzelnen Räumen, mit Betriebsdaten der Heizung (z. B. Absenkzeiten) und Wetterdaten (Sonneneinstrahlung, Außentemperatur, Luftfeuchte). Anhand dieser Informationen erkennt sie Muster, aus denen sie dann ableiten kann, wann wie stark geheizt werden muss, damit die gewünschten Raumtemperaturen erreicht werden. Da die Außentemperatur und die Sonneneinstrahlung durch die Fenster dabei wichtige Faktoren sind, berücksichtigt sie auch Wetterprognosen. Zudem arbeiten die Systeme mit Feedbackschleifen, sodass die Steuerung stetig genauer wird.
Über die Höhe der Energieeinsparung, die mit dieser Künstlichen Intelligenz erreicht werden kann, wird unter Fachleuten heftig gestritten. Die Prognosen liegen zwischen 5 bis 30 %. Bei den höheren Prozentzahlen wird sicherlich ein schlechter Ausgangszustand der Anlagen bzw. der Gebäude angenommen.
Natürlich wird die KI auch in Einfamilienhäusern und Wohnungen über die Smart-Home-Technik und Smart Building zunehmend eingesetzt werden. Ob sich die Anwender über die Folgen der dieser Technik im Klaren sind, wage ich zu bezweifeln.
Ein wichtiger Punkt für die Akzeptanz bzw. der Einführung der Künstlichen Intelligenz ist, dass die Nutzer der Gebäude in Kauf nehmen müssen, dass die Software-Hersteller erfahren, wann und wie welche Räume genutzt werden. Die Daten lassen Rückschlüsse auf den Alltag der Haushalte bzw. der Nutzer zu. Es werden viele Menschen nicht bereitet sein, so viel Transparenz ihrer Privatsphäre zuzulassen.

 
 
Hinweis! Schutzrechtsverletzung: Falls Sie meinen, dass von meiner Website aus Ihre Schutzrechte verletzt werden, bitte ich Sie, zur Vermeidung eines unnötigen Rechtsstreites, mich umgehend bereits im Vorfeld zu kontaktieren, damit zügig Abhilfe geschaffen werden kann. Bitte nehmen Sie zur Kenntnis: Das zeitaufwändigere Einschalten eines Anwaltes zur Erstellung einer für den Diensteanbieter kostenpflichtigen Abmahnung entspricht nicht dessen wirklichen oder mutmaßlichen Willen. Die Kostennote einer anwaltlichen Abmahnung ohne vorhergehende Kontaktaufnahme mit mir wird daher im Sinne der Schadensminderungspflicht als unbegründet zurückgewiesen.
das neue Videoportal von HaustechnikDialog mit vielen interessanten Informationen und Anleitungen aus der Haustechnik
Videos aus der SHK-Branche
SHK-Lexikon