Sinn und Unsinn von Smart-Home-Lösungen

  • Hallo Leute,


    aktuell wird in Politik und Wirtschaft über Digitalisierung aller Lebensbereiche (in diesem Forum des Bereichs der Energiewende) diskutiert und uns wird die Lösung nahezu aller Probleme und der baldige Himmel auf Erden versprochen.


    Auslöser für diesen meinen Thread ist die hier gerade laufende Diskussion über Erfahrungen mit Smart-Home-Steuerungen. Dabei ist mir eine Sache aufgefallen: Es werden ständig Aspekte der Energieeinsparung, Energieerzeugung und betriebswirtschaftliche Optimierung miteinander verknüpft und oft sogar durcheinander geworfen. Also, worüber reden wir bei „Smart-Home“ überhaupt? Das Thema bürgerliche Freiheiten soll nicht Gegenstand dieses Threads werden, obwohl es immens wichtig ist, lasst uns vorerst bei der Technik bleiben.


    1) Energieeinsparung
    Energieeinsparung findet stets auf der Verbraucherseite statt und benötigt grundsätzlich sehr wenig Steuerung, bestenfalls simple Raumthermostaten und/oder Zeitschalter. Energieeinsparung erzielt man nämlich in erster Linie durch Einsatz effizienter Gebäude und Geräte kombiniert mit einer gewissen Verhaltensänderung. Das gilt für jeden, egal ob er eine PV-Anlage hat, auf dem Lande oder in der Stadt wohnt, ob zur Miete oder in einer Vorstadtvilla mit Pool. Wenn aufgrund der Familiengröße im Jahr 200-mal die Waschmaschine laufen muss, ist es aufgrund der maschinenabhängigen Leistungsdaten völlig egal, zu welcher Tages- oder Nachtzeit das geschieht, die Anzahl der verbrauchten kWh bleibt gleich. Das gilt für alle anderen Geräte genauso.


    Merke: Energieeinsparung ist effiziente Hardware verknüpft mit bewusstem Verhalten, jede hierdurch eingesparte kWh ist eine gute kWh. Verbrauchssteuerung hat, wenn überhaupt, nur sehr untergeordneten Einfluss.



    2) Energieerzeugung der Erneuerbaren
    Hier gilt Ähnliches, aber auf der Erzeugerseite, die Erzeugung ist nur und absolut nur von zwei Faktoren abhängig: Bei PV von der Leistungsfähigkeit der Anlage und der Sonneneinstrahlung, bei Windkraft von der Leistungsfähigkeit der Anlage und der Windstärke. Keine Verbrauchssteuerung der Welt kann daran etwas ändern. Was vom Himmel kommt, ist sozusagen naturbedingt. Es kommt also in erster Linie darauf an, die Erneuerbaren Energien so effizient wie möglich zu ernten.


    Merke: Erneuerbare-Energie- Erzeugung ist effiziente Hardware verknüpft mit Glück beim Wetter, jede hierdurch geerntete kWh ist eine gute kWh. Verbrauchssteuerung hat überhaupt keinen Einfluss.



    3) Betriebswirtschaftliche Optimierung:
    Wenn Erzeugung und Verbrauch durch Natur, Technik und Verhalten definiert sind, was soll und kann denn eigentlich noch optimiert werden??? Da sich dieses Forum um PV und damit um Strom dreht, konzentriere ich mich auf den Bereich elektrische Energie-Optimierung wie auch die meisten Threads hier im Forum, insbesondere die, bei denen es um Smart-Home-Steuerungen geht. Etwas komplexer wird die Aufgabe, wenn man andere Energieträger mit ins Spiel bringt, aber grundsätzlich gilt dafür dieselbe Logik. Beispielsweise kann man Strom durch billige Fossile Energie ersetzen, indem man die Waschmaschine direkt mit Warmwasser betreibt, so zahlt man pro kWh nur den Preis für Öl oder Gas. Umgekehrt kann man Fossile mithilfe einer Wärmepumpe oder direkte Ohmsche Wärme durch Strom ersetzen.


    Wenn meine beiden obigen Behauptungen 1+2 so einigermaßen stimmen, dann geht es bei der Diskussion bzgl. Smart-Home-Steuerungen in Wirklichkeit einzig und allein darum, die im Haushalt herumgeisternden Stromarten, als da sind:
    • eigenerzeugter EE-Strom,
    • eigenverbrauchter EE-Strom,
    • eingespeister EE-Strom,
    • bezogener Netzstrom (egal, wie er erzeugt wird)
    so einzusetzen und mit der Einspeisevergütung so zu kombinieren, dass die Betriebskosten minimiert werden. Demgemäß liegt das gesamte Optimierungspotential der Steuerungen im Spiel mit den unterschiedlichen Kosten/kWh (bzw. Erträgen) der unterschiedlichen Strommengen.



    4) Optimierungsstrategie der "Smart-Home" Steuerungen
    Dieses Kosten-Minimierungs-Spiel wird in der Industrie schon lange betrieben, indem Prozesse so gesteuert werden, dass die Energiekosten minimiert werden. Hier macht das auch Sinn, da große Verbraucher auch tageszeitlich schwankende Energiepreise ausnutzen können und hohe Spitzenlasten auch hohe Kosten bedeuten, was bei privaten Endverbrauchern aber nicht der Fall ist. Welcher finanzielle Nutzen für letzteren kann mit wieviel Aufwand denn überhaupt generiert werden, und zwar bei gegebener Haustechnik und PV-Anlage?? Die Smart-Home-Steuerungen können ja nur mit den vorhandenen Systemen spielen, sie aber nicht nachträglich verändern.


    Jetzt würde mich brennend interessieren, nach welchen Kriterien die am Markt befindlichen Smart-Home-Systeme eigentlich arbeiten. Wenn ich so eine „smarte“ Steuerung wäre, was würde ich dann denken?


    11:30 Uhr: Oh, jetzt fordert der Warmwasserspeicher Nachheizen an. Also rechne ich mal aus, dass die 6 kWh aus Gas mich x € kosten, zur Zeit ist genug Solarstrom vorhanden, der kostet mich y €, Netzstrom aber z €. Der Wetterbericht sagt aber, dass es in 30 Minuten regnet, also ist bald nichts mehr mit Solarstrom. Was tue ich jetzt? Zuerst mal die PV in den Speicher reinladen, ich habs ja, aber Achtung für eingespeisten Strom bekomme ich doch k € wenn ich jetzt x und y und k gegeneinander rechne, was ist besser??? 11:35 Uhr: Hallo, was ist denn jetzt los?? Da hat doch noch irgendein Depp den Backofen angeworfen, muss das ausgerechnet jetzt sein?? Also alles von vorne berechnen.


    Ich hoffe, Ihr versteht, was ich mit diesem kleinen Exkurs sagen will. Jeder Haushalt hat ein individuelles Verbrauchsprofil, das sich außerdem noch ständig ändert. Deshalb behaupte ich, dass keine einzige aktuell am Markt befindliche „Smart-Home-Software“ das wirklich kann. Was heute gemacht wird, ist einzig und allein der Versuch, den Verbrauch in zeitlicher Synchronisation mit der Erzeugung zu bringen. Es ist nicht gesagt, dass dies ökonomisch am schlausten ist. Das eigentliche finanzielle Potential, das in der Ausnutzung der Preisunterschiede der o.g. Stromarten und anderen Energien steckt, kann auf diese Weise garnicht genutzt werden.


    5) Finanzielles Einsparungspotential
    Und selbst wenn, wie viel Geld ist da denn drin??? Nehmen wir einen typischen Haushalt mit dem üblichen Jahresverbrauch von 1.000 kWh/Person. Bei 4 Personen macht das 4.000 kWh/Jahr, die ca. 1.200 € kosten.


    Beispiel 1: PV-Anlage ohne Batterie
    Ohne aufwendige Steuerung können wir mal einen Direktverbrauch von 30% unterstellen. Wenn man jetzt durch „Smart-Home“ auf 40% kommt, hat man 10% von 4.000 kWh mehr Eigenverbrauch. Damit verdient man die Differenz zwischen Einspeisevergütung und Fremdbezug, macht 400 kWh x (30-12 ct) = 72 €/Jahr. Davon gehen evtl. noch die Zählergebühr für den EV-Zähler sowie die EEG Umlage ab, steuerliche Aspekte lasse ich mal weg, dann wird es noch komplizierter. Lassen wir die 70 € mal so stehen. Auf 20 Jahre gerechnet wären das dann insgesamt 1.400 €.


    Beispiel 2: PV-Anlage mit Batterie
    Ohne aufwendige Steuerung kommt man hier auf einen Eigenverbrauch (inkl. Direktverbrauch) von insgesamt ca. 70-75%. Eine Erhöhung des Eigenverbrauchs durch „Smart-Home“ ist nur in sehr geringem Maße möglich, denn die Pufferwirkung des Speichers erledigt 95% der Aufgaben von „Smart-Home“ selbst, einfach deshalb, weil praktisch immer genug Saft da ist. Die o. g. 10% sind hier sicherlich nicht realisierbar.


    Also wären maximal die 1.400 € in 20 Jahren drin. Wieviel Steuerung, Verkabelung, Relais, Funksteckdosen kann ich dafür kaufen?? Wieviel Geld muss der normale Bürger (Nichtelektriker, Nichtingenieur, Nichtprogrammierer, Nicht-Hobbybastler, ) an Arbeitslöhnen und Service in den 20 Jahren aufwenden?? Was kosten die erforderlichen Endgeräte im Vergleich zu nicht-smarten Endgeräten?? Wenn ich mir hier im Forum anschaue, welch ernormen technischen Aufwand (Hardware, Software, Überwachung, Bedienung) man offenbar treiben muss, um die Steuerung mit den notwendigen Daten zu füttern und die Befehle an die Verbraucher zu senden, kommen mir große Zweifel, ob das Ganze überhaupt Sinn macht.


    6) Kompatibilität von Smart-Home Installationen
    Wie bei allen neuen Technologien ist absolut nicht klar, auf welche Weise alle zum Funktionieren des Smart-Homes erforderlichen Komponenten zusammenarbeiten und kommunizieren. Per einfachem Signalkabel, Bluetooth, Bus-System, WLAN, ???? Wenn man sieht, wie aktuell eifersüchtig jeder Hersteller ein eigenes Kommunikationsprotokoll kreiert, um zu verhindern, dass der Kunde zum Heizkessel von X eine Solaranlage von Y kauft, sehe ich da schwarz.


    Ich bin außerordentlich pessimistisch, dass es jemals einen einheitlichen Standard geben wird. Schauen wir nur auf den erbitterten Kampf um die Stecker für Elektroautos. Mittlerweile haben Autoradios wieder eine primitive analoge Klinkenbuchse zum Verbinden mit externen Tonquellen, weil man sich auch nicht auf einheitliche Standards der Drahtloskommunikation im Auto verständigen kann. Und wenn es dennoch einen einheitlichen Standard geben sollte, dann wird er sicher alle 5 Jahre durch einen neuen einheitlichen Standard ersetzt werden.


    Daraus folgt, dass es nicht reichen wird, die Haustechnikinstallationen einmal in 20 Jahren zu kaufen, sondern das wird mehrmals erforderlich werden. Nehmen wir an, ab dem Jahre 2023 gibt es einen neuen Standard. Dann fällt mein Smart-Home-Zentralrechner aus, die neue Zentrale kann nicht mehr mit der vorhandenen Waschmaschine, Spülmaschine und den Heizkörpern reden, super gell????



    7) Langzeitbetrachtungen
    Ich befürchte, eine Nachrüstung von Haustechnik wird zukünftig zu einem kostenintensiven Lotteriespiel werden. Hier ist ein Beispiel dazu. Mein Gasheizkessel hat jetzt im März nach 20 Jahren den Geist aufgegeben. Zum Glück gab es damals noch keine Datenschnittstelle zwischen Kessel, Solaranlage, Steuerung und Heizungspumpen. Also konnte ich den defekten Kessel gegen ein Gerät eines anderen Herstellers 1:1 tauschen, da er von der Steuerung nur einen Ein/Aus-Befehl erhält. Der Spaß hat knapp 5.000 € gekostet. Beim Austausch eines „Smarten“ Kessels wäre ich entweder an den ursprünglichen Hersteller gebunden gewesen (wenn denn der neue Kessel überhaupt mit der alten Steuerung hätte reden können) oder ich hätte fast die gesamte Installation tauschen müssen, was mit über 12.000 € zu Buche geschlagen hätte, was für den jeweiligen Hersteller super-smart gewesen wäre, aber nicht für mich.


    Und weiter geht es: Wer von Euch kann noch einen ATARI programmieren?? Da wird es schon ganz schön eng. Genau das wird aber mit der Haustechnik passieren, wer kann in 15 Jahren noch eine heute installierte „Smart-Home-Steuerung“ programmieren? Wie lange gibt es Ersatzteile?? Welcher der heutigen Hersteller existiert in 10 Jahren überhaupt noch??



    Fazit:
    Die schöne neue Haustechnikwelt hält mehr Herausforderungen bereit als man meint. Sie wird dennoch kommen, aber nicht so schnell und nicht so ausschließlich wie die Berufseuphoriker es vorhersagen. Versteht mich nicht miss, es geht nicht darum, den Fortschritt aufzuhalten, daran sind schon andere gescheitert. Aber gerade als Ingenieur, der sich jahrzehntelang mit Energietechnik beschäftigt hat, fallen mir manche Dinge auf, die andere vielleicht nicht sehen können oder nicht sehen wollen.


    Und neben den (sicherlich lösbaren) technischen Herausforderungen muss über allem Fortschritt die Frage nach dem Nutzen gestellt werden. Wem nützt das Ganze eigentlich etwas?? In einem gut gebauten oder nachträglich energetisch sanierten Haus, das mit modernen, energieeffizienten Geräten bestückt ist, ist das verbleibende energetische und finanzielle Optimierungspotential außerordentlich gering.


    Wenn allerdings das Smart-Home erkennt, wann ich mein Büro verlasse und mir dann sofort nach dem Betreten des Hauses meinen gekühlten Lieblingsdrink bereitstellt, dann bin ich allemal dafür zu haben. Es lebe der Fortschritt!


    Euer Solar-User

    3,9 kWp Inselanlage, 15 SI Module a 260W, 2x Victron Laderegler MPPT 150/70,
    WR Victron Multiplus 24/5000VA, Speicher mit 24V/750Ah OPZV Hoppecke-Akkus

  • Zitat von Solar-User

    ....Hallo, was ist denn jetzt los?? Da hat doch noch irgendein Depp den Backofen angeworfen, muss das ausgerechnet jetzt sein?? Also alles von vorne berechnen.
    .... Es lebe der Fortschritt!
    Euer Solar-User


    Hallo SU, ich gratuliere dir für diesen makellosen und köstlichen Thread :!:
    Gröhl. :mrgreen::mrgreen::mrgreen:
    Bin absolut deiner Meinung. :danke:
    einstein0

    33 J Erfahrung mit PV im Netzverbund. Erster zweiachsiger Tracker in Australien.
    2 kW- Hybrid-Insel im Camper, BEV: Hyundai Kona. 30kW-PV-Anlage Ost/West.
    PV-Notstromversorgung 10 kWh im MFH mit Infini 3 kW Hybrid-WR und 10 kWh Li-Testspeicher.

  • .... ausgezeichneter Beitrag!







  • hi,


    interessanter Beitrag; dank dafür :danke:


    So ein Hausspeicher hat schon Vorteile :D
    Mit unserem Akku kommen wir, über´s Jahr betrachtet, auf eine Autarkiequote von ca. 67 %.
    Unser Energiebedarf ist recht hoch und wir speisen ca. 1000 kWh / Jahr mehr ein als wir benötigen.


    Dabei laufen wir ganz bewußt nicht der "Sonne hinterher" und änderten unser Verbraucherverhalten nicht.
    Es war uns wichtig das sich die Technik an den Menschen anpaßt und nicht der Mensch den technischen Gegebenheiten "hinterherhetzt".


    liebe Grüße,


    Ralf

  • +1 :danke:

    Zitat

    Energieeinsparung findet stets auf der Verbraucherseite statt


    Aber auch durch dezentrale Erzeugung kann man übertragungsverluste minimieren. :mrgreen:


    Auch Smartmetering ist ziemlich dumm ohne belastbaren erfolg durch Feldversuche nachzuweisen.


    Die Frage ist obs unterm Strich was bringt. WM verbraucht am WW nur 0,3-0,5Kwh.
    Zeitliche Einschränkungen mit zweifelhaften Einspareffekt.Der Anreitz müsste Hoch sein,
    das man es Bezahlt bekommt wenn man zu gewissen Zeiten einschaltet.
    Selbst dann ist warscheinlich zu bezweifeln ob sich der ganze technische Aufwand rechnet.

    PIP 2424HS an 750Wp 3xShinsung Black Mono250 +1,5Kwp (6xShinsung Black Mono250)
    an FPS 100/50 an Bluebatt 24v 465Ah

    EA Sun ISolar SMV III 3K

    EA Sun SP 3K-24
    Siliken 3,3i 3,25Kwp 13xShinsung Black Mono 250
    VW T4 mit Evective 2000w + Varta 110Ah +0Wp

  • Ja, ein sehr gelungener Beitrag, in vielerlei Hinsicht würde ich diesen unterschreiben.


    Aber leider ist es auch wieder ein Betrag mehr, welcher bloss die Wirschaftlichkeit in den Vordergrund stellt !!! :?


    Schnell geht bei solch einseitiger Betrachtung verloren, dass es auch Gutmenschen wie mich gibt, welche einfach den Bezug von Dreckstrom verringern wollen, und zwar soweit wie es geht. Wenn es sich rechnen tut, dann umso besser. Als ich von Öl auf Wärmepumpe umbaute war von Anfang an klar, dass damit auch eine PV Anlage installiert wird, welche zumindest die zusätzlich verbrauchte Strommenge kompensiert. Nun, sie ist etwas grösser geworden und wir sind beim Plusenergiehaus mit minimiertem Bezug gelandet.


    Und zwar eines mit einer Eigenverbrauchsteuerung, mit welcher das ganze Haus auch nach Abschalten der Steuerung oder Ausfall der PV Anlage ohne Eingriff weiterläuft. :wink:

    10.35 kWp / Süd / 18° Dachneigung / Fronius Symo 7.0-3-M / Kostal Piko 5.5
    PowerDog als Energie-Manager u.a. für EV-Optimierung der Erdsonden-Wärmepumpe.
    Liebäugle seit längerem mit einem Speicher, habe aber noch immer nichts wirklich gescheites gefunden.

  • Zitat von Mege66

    ....Aber leider ist es auch wieder ein Betrag mehr, welcher bloss die Wirschaftlichkeit in den Vordergrund stellt !!! :?
    Schnell geht bei solch einseitiger Betrachtung verloren, dass es auch Gutmenschen wie mich gibt, welche einfach den Bezug von Dreckstrom verringern wollen, und zwar soweit wie es geht....
    Und zwar eines mit einer Eigenverbrauchsteuerung, mit welcher das ganze Haus auch nach Abschalten der Steuerung oder Ausfall der PV Anlage ohne Eingriff weiterläuft. :wink:


    Genau so läuft es bei uns auch! Ohne Eigenverbrauch- oder Überschussverwaltung, oder gar verlustvollem Speicher.
    Dafür simpler, höchst effizienter Volleinspeisung.


    Wenn du schon den Gutmenschen anstatt die Wirtschaftlichkeit in den Vordergrund stellst, würdest du Volleinspeisen!
    Alles andere rechnet sich weder moralisch noch wirtschaftlich. Denn zu welcher Stunde Dreckstrom durch Solarstrom substituiert wird, spielt im Endeffekt keine Rolle. :idea:
    einstein0

    33 J Erfahrung mit PV im Netzverbund. Erster zweiachsiger Tracker in Australien.
    2 kW- Hybrid-Insel im Camper, BEV: Hyundai Kona. 30kW-PV-Anlage Ost/West.
    PV-Notstromversorgung 10 kWh im MFH mit Infini 3 kW Hybrid-WR und 10 kWh Li-Testspeicher.

    Einmal editiert, zuletzt von einstein0 ()

  • Hallo Solar- User,


    das ist ein sehr schöner und strukturierter Beitrag, dem ich voll und ganz zustimme. Die ersten 500kWh Einsparung (1200kWh statt 1700kWh) konnte ich damals in meiner Mietwohnung auch durch geszieltes Auswerten der Verbraucher erreichen. In dem Fall wurden ein Kühlschrank (200kWh/a) und ein Gefrierschrank (500kWh/a!!!) durch eine Kühl- Gefrierkombination mit 200kWh/a ersetzt. Die hat sich nach 3 Jahre amortisiert.


    Die beste kWh ist die, die man nicht braucht. Die zweitbeste die, die man selbst erzeugt. Und alles was darüber hinausgeht, ist wirtschaftliches Interesse und/oder Spieltrieb.


    Gruß Stefan

    20x 300WP IBC Monosol an StecaGrid 6003
    5x 235Wp an StecaGrid 3611_2

  • :danke: Dein Beitrag deckt sich fast völlig mit meiner Ansicht, allerdings fehlen mir noch die Betriebskosten. Man braucht einen Miniserver und auch die Funksteckdosen müssen mit Strom versorgt werden. Gehen wir mal von fünf Watt Gesamtverbrauch aus (wenn man WLAN nutzt, wird das deutlich mehr), dann sind das rund 44 kWh pro Jahr * 0,29 Cent gleich 12,70 Euro. Dann kann man auch noch jede Funksteckdose mit 10 Euro ansetzen und den Miniserver mit 150 Euro, also sagen wir mal zusammen rund 200 Euro. Das sind bei 5% Verzinsung noch mal 5 Euro bei 20 Jahre Laufzeit. Wenn man die Installation über 20 Jahre abschreibt, dann kommen weitere 10 Euro für die Rückzahlung hinzu. Man hat also zusätzliche Kosten von 27,70 Euro pro Jahr.


    Es spricht nichts dagegen, so eine Installation als Hobby zu betrachten, aber wir reden ja hier über eine großflächige Einführung, was mich auch noch mal auf die Smart-Meter bringt. Die Bundesregierung (genauer das BMWi) hatte eine Studie bei Ernst & Young in Auftrag gegeben http://www.bmwi.de/DE/Mediathe…ikationen,did=586064.html und die Verfasser kamen zu dem Ergebnis (da muss man allerding etwas hinterher rechnen), dass man bei Kosten von voraussichtlich 130 Euro pro Jahr als Privathaushalt eine Einsparung durch Verschiebung des Verbrauchs in Höhe von 13 Euro erreichen kann; trotzdem sollen die Teile allgemein eingeführt werden.


    Die Centralschweizerischen Kraft-Werke haben 2014 eine eigene Studie veröffentlicht, die zu dem Fazit kam: “Der Nutzen der Smart Meter ist gekoppelt mit dem Willen des Kunden, das eigene Verbrauchsverhalten nachhaltig zu verändern. Ist dieser vorhanden, könnten Smart Meters vereinzelt Sinn machen.“


    Weder Smart Home noch Smart Meter machen allgemein wirtschaftlich einen Sinn. Wenn sich jemand toll damit fühlt, dass er aus dem Stau auf der Autobahn heraus daheim seine Waschmaschine einschalten kann, dann sei ihm das gegönnt. Sein Auto darf dann auch gerne Alufelgen und Niederquerschnittsreifen haben.

    Unser Kopf ist rund, damit das Denken die Richtung wechseln kann (Francis Picabia)

  • Zitat von jdhenning

    ...Weder Smart Home noch Smart Meter machen allgemein wirtschaftlich einen Sinn. Wenn sich jemand toll damit fühlt, dass er aus dem Stau auf der Autobahn heraus daheim seine Waschmaschine einschalten kann, dann sei ihm das gegönnt. Sein Auto darf dann auch gerne Alufelgen und Niederquerschnittsreifen haben.


    ...und elektrisch fahren und nicht im Standgas die Umwelt verpesten! Wegen ein paar gesparten Wattstündchen. :idea:
    -und; -wenn er denn endlich zu Hause ankommt, bitte auch selber die zerknitterte Wäsche aufhängen. :roll:
    Natürlich nur bei Tageslicht, sonst beisst sich die Katze in den Schwanz. :idea:
    einstein0

    33 J Erfahrung mit PV im Netzverbund. Erster zweiachsiger Tracker in Australien.
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    PV-Notstromversorgung 10 kWh im MFH mit Infini 3 kW Hybrid-WR und 10 kWh Li-Testspeicher.