Smart Home, Smart Meter und Smart Grid - Das intelligente Haus ist keine

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Otto Fiedler
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1 Smart Home, Smart Meter und Smart Grid - Das intelligente Haus ist keine Zukunftsvision mehr! SÄCHSISCH-TSCHECHISCHER WORKSHOP ENERGIEEINSPARUNGEN IN DER STADTENTWICKLUNG Am in Prag Referent: Dipl.-Ing. (FH) Stefan Vetter

SÄCHSISCH-TSCHECHISCHER WORKSHOP ENERGIEEINSPARUNGEN IN

2 Sächsische Energieagentur SAENA GmbH Hauptaufgaben Initialberatung (unabhängig) für alle Zielgruppen Öffentlichkeitsarbeit / Informationsverbreitung zum Thema Energieeffizienz Organisation von Weiterbildungen, Schulungen und Workshops Zielgruppen und Projekte Kommunen Privatpersonen Kleine und Mittlere Unternehmen Unternehmensbereiche Energieeffizienz - Unternehmen Energieeffizienz - Gebäude Energieeffizienz - Verkehr Energieeffizienz - Kommunen/Landkreise Zukunftsfähige Energieversorgung Beratertelefon: info@saena.de - Seite 2

keds-online.de www.bau-nachhaltig.de www.gewerbeenergiepass.

3 Ausbauziele erneuerbarer Energien in Deutschland = geplante Energiewende bis zum Jahr 2035 auf 55 bis 60 Prozent Beratertelefon: info@saena.de - Seite 3

4 Energiewende kostet Geld - Umlage auf Strompreise Bildquelle: Beratertelefon: info@saena.de - Seite 4

5 Energiewende erfordert intelligente Netze (Smart Grids) Herausforderung der Energiewende: Die klassische Energiekette Strom vom Kraftwerk zum Verbraucher gibt es nicht mehr aufgrund unterschiedlicher Stromerzeuger (z.b. Solar, Wind, Wasserkraft) die zu unterschiedlichen Tageszeiten in das Stromnetz einspeisen = fluktuierende Lasten Schwankungen im Stromnetz müssen flexibel zu schaltbare Kraftwerke ausgleichen oder komplexe Energiemanagementsysteme reduzieren Weitere Lösungsansätze: -Gezielter und intelligenter Leitungsnetzausbau zur besseren Verteilung (Nutzung) und Speicherung der erneuerbaren Energien -Umsetzung Nationalen Aktionsplan Energieeffizienz (NAPE) von 2014 mit Sofortmaßnahmen und weiterführenden Arbeitsprozesse ( nächste Folie) Ein Ansatzpunkt aus NAPE = Energieeffizienz im Gebäudebereich steigern Energiemanagement von elektrischen Verbrauchern zur Entlastung der Stromnetze Einbau intelligenter Zähler Smart Meter für eine netzgekoppelte Stromnutzung abhängig von Lasten und Preisen Gesetz wird gerade erarbeitet Eigenstromerzeugung, Verteilung und Nutzung optimieren = Intelligente und netzdienliche Gebäude zukünftig erforderlich! Beratertelefon: info@saena.de - Seite 5

Solar, Wind, Wasserkraft) die zu unterschiedlichen Tageszeiten in das Stromnetz einspeisen = fluktuierende Lasten Schwankungen im Stromnetz müssen flexibel zu schaltbare Kraftwerke ausgleichen oder

6 Übersicht Sofortmaßnahmen und weiterführenden Arbeitsprozesse des Nationalen Aktionsplan Energieeffizienz (NAPE) Beratertelefon: info@saena.de - Seite 6

7 Studie E-Energy IKT-basiertes Energiesystem der Zukunft" = Förderprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit dem Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) Ergebnis der Studie: Alle Ergebnisse unter: Hat neue Wege aufgezeigt, wie der Stromverbrauch gesenkt und Energie effizienter eingesetzt und eine regenerative Energieversorgung umgesetzt werden können Beratertelefon: info@saena.de - Seite 7

8 Beispiel: Energieautarke Häuser aus Sachsen Unabhängig vom Stromnetz und CO 2 -Neutral Errichtet 2013 in Freiberg, Planung und Umsetzung: Prof. Timo, Leukefeld / Helma Eigenheimbau AG, Monitoring durch die Universität Freiberg Technische Daten: Wohnfläche: 162 m² Jahresheizwärmebedarf: 41,40 kwh/m²a Primärenergiebedarf: 7,21 kwh/m²a Stromverbrauch: kwh/a Solaranlage: 46 m² Wärmespeicher: ca l Photovoltaik: 8,4 kwp (58 m²) Solarstrom: ca kwh/a Stromspeicher Blei: 58 kwh Wärmeverteilung mit Fußbodenheizung und Klimadecke Holzkaminofen wassergeführt Intelligente Steuerung von Strom und Wärme Ergebnisse: Beratertelefon: info@saena.de - Seite 8 Solare Deckung Wärme 65 % Solare Deckung Strom 100 % Quelle:

Stromverbrauch: 2.000 kwh/a Solaranlage: 46 m² Wärmespeicher: ca. 9000 l Photovoltaik: 8,

9 Beispiel: Plus-Energie-Haus mit funkbasierten Smart Home Allgemeine Angaben zum Projekt: Einfamilienhaus für 4 Personen 2 Vollgeschosse (EG, OG) + beheizter Dachboden Wohnfläche: 214 m² Baujahr 2013 Massive Konstruktion(konventionell): Außenwände Kalk-Sandstein (20,0 cm) mit WDVS (26 cm EPS WLS 032) Giebelspitzen Holz-Rahmenbau mit Mineralwolle Decke EG Stahlbeton, Fußböden Zementestrich Satteldach mit Mineralwolledämmung WLS 035 Zwischensparren 26 cm + Untersparren 6 cm Bodenplatte Dämmung 16 cm XPS (038) darunter und 18 cm EPS (034) darüber Fenster Kunststoff-Alu, dreifachverglast, U-Wert < 0,8 W/m²K, g-wert 0,5 und 0,6 Technische Anlagen: Photovoltaikanlage 9,52 kwp (ca. 60 m²) wassergeführter Kaminofen 6 kw Warmwasser +2 kw Raumwärme Heizung-Pufferspeicher 770 l mit 3 elektr. Heizpatronen + Warmwasser-Speicher 200 l Fußbodenheizung Küche und Bad, Planheizkörper Wohnräume zentrale Lüftungsanlage mit 93 % Wärmerückgewinnung (elektrische Luftvorerwärmung) Beratertelefon: info@saena.de - Seite 9

Satteldach mit Mineralwolledämmung WLS 035 Zwischensparren 26 cm + Untersparren 6 cm Bodenplatte Dämmung 16 cm XPS (038) darunter und 18 cm EPS (034) darüber Fenster Kunststoff-Alu, dreifachverglast,

10 !!! Sehr Wichtig -Qualitativ hochwertige Bauausführung und Kontrolle Herstellen der Luftdichtheit im Bereich der Dampfbremse Luftdichtungsmanschetten für alle Mediendurchdringungen Qualitätssicherung Luftdichtheitstest (Blower-Door-Test) Gefordert: 0,6 1/h Erreicht: 0,17 1/h Wandanschlüsse der Dampfbremse mit Gewebe überspachtelt und später überputzt (=dauerhaft luftdicht) Beratertelefon: info@saena.de - Seite 10

(Blower-Door-Test) Gefordert: 0,6 1/h Erreicht: 0,17 1/h Wandanschlüsse der Dampfbremse mit Gewebe

11 Kompakte Anlagentechnik und Lüftung mit Wärmerückgewinnung Heizungs- und Warmwasserpufferspeicher (hydraulisch verbunden) Lüftungsgerät mit Wärmerückgewinnung und Frischluftvorerwärmung ab ca. -1 C Beratertelefon: info@saena.de - Seite 11 Wassergeführter Kaminofen = zentrales Heizsystem Nennleistung: 6 kw Warmwasser 2 kw Raumwärme (auch vollautomatischer Pelletkaminofen möglich)

-1 C Beratertelefon: 0351-4910 3179 - info@saena.

12 Wie funktioniert ein funkbasiertes Smart Home? Besteht aus Funksender und Funkempfänger, ggf. mit Signalverstärkern und einer Steuerzentrale (Energiemanager) Durch elektromagnetische Funkwellen werden Empfänger angesteuert Installation ist einfach (Kabellos) Konfiguration der Geräte ist schnell ( Plug and Play ) Beratertelefon: info@saena.de - Seite 12

Funkwellen werden Empfänger angesteuert Installation ist einfach (Kabellos) Konfiguration der

13 Steuerung der Anlagentechnik und Verbraucher über ein funkbasiertes Energiemanagementsystem mit Funksteckdosen Beispiel Funksteckdose für Waschmaschine Heizungssteuerung und Pumpengruppe für wassergeführten Kamin SMA Energy Meter = Smart Meter für 3-phasige Messwerterfassung z.b. für Netzeinspeisungs- sowie Netzbezugszähler kommuniziert mit dem Home Managr = Energiemanager Beratertelefon: info@saena.de - Seite 13 PV-Wechselrichter und Energiemanager zur Ansteuerung der Funksteckdosen Zwei-Richtungszähler des Netzbetreibers im elektriachen Schaltschrank

für Netzeinspeisungs- sowie Netzbezugszähler kommuniziert mit dem Home Managr = Energiemanager Beratertelefon: 0351-4910 3179 - info@saena.

14 Eigenverbrauchsoptimierung über funkbasiertes Smart Home Netzwerk Noch Trocken heizen Energiebilanz im ersten Jahr (2014) Energiekosten für Heizung, Warmwasser und Strom: PV-Vergütung 6133 kwh x 0,143 = /a Stromrechnung 3055 kwh X 0,29 = /a Kosten Brennholz = - 50 /a Summe = -59 /a Quelle Grafik: Energieüberschuss = kwh = Plusenergie 52 % Anteil Sonnenstrom am Gesamtstromverbrauch 83 % Warmwasser über Sonnenstrom Beratertelefon: info@saena.de - Seite 14

Kosten Brennholz = - 50 /a Summe = -59 /a Quelle Grafik: www.sunnyportal.com Energieüberschuss = 3.

15 Eigenverbrauchsoptimierung über funkbasiertes Smart Home Netzwerk Energiebilanz 2015 (Stand ) Energiekosten für Heizung, Warmwasser und Strom: PV-Vergütung 5931 kwh x 0,143 = /a Stromrechnung 1481 kwh X 0,29 = /a Kosten Brennholz = - 50 /a Summe = /a Quelle Grafik: Energieüberschuss = kwh = Plusenergie 65 % Anteil Sonnenstrom am Gesamtstromverbrauch 84 % Warmwasser über Sonnenstrom Beratertelefon: info@saena.de - Seite 15

- 439 /a Kosten Brennholz = - 50 /a Summe = + 369 /a Quelle Grafik: www.sunnyportal.com Energieüberschuss = 4.

16 Intelligente Nutzung des eigenerzeugten Stroms Verbrauchersteuerung und Monitoring über ein kostenfreies Webportal Beispiel Tagesbilanz aller Verbraucher Verbrauchersteuerung durch intelligenten Energiemanager abhängig vom Solarertrag Quelle Grafik: Beratertelefon: info@saena.de - Seite 16

2014 Verbrauchersteuerung durch intelligenten Energiemanager abhängig vom Solarertrag

17 Fazit: Effiziente Neubauten (per Gesetz gefordert) haben bereits einen sehr geringen Heizwärme- und Strombedarf dadurch kann der Eigenverbrauchsanteil von erneuerbaren Energien auch mit kostengünstigen Energiemanagementsystemen erhöht stark erhöht werden Entlastung der Stromnetze Neue Wärmepumpen haben bereits ein integriertes Energiemanagementsystem zur Erhöhung des Eigenverbrauchs von Solarstrom (wenn Sonne scheint = Wärmepumpe an) Wenn keine eigene Stromerzeugungsanlage vorhanden ist, können durch den Einsatz von Smart Metern und/oder funkbasierten Managementsysteme Stromverbraucher netzdienlich gesteuert werden Voraussetzung Zeitvorgaben oder unterschiedliche Preistarife durch den Energieversorger Erste Forschungsprojekte (größere Nichtwohngebäude) steuern bereits erfolgreich netzdienlich große Stromverbraucher wie z.b. Lüftungs- oder Kälteanlagen Noch ein weiter Weg zur netzdienlichen Steuerung alle Gebäude, aber der Anfang ist gemacht! Beratertelefon: info@saena.de - Seite 17

von Solarstrom (wenn Sonne scheint = Wärmepumpe an) Wenn keine eigene Stromerzeugungsanlage vorhanden ist, können durch den Einsatz von Smart Metern und/oder funkbasierten Managementsysteme

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Die Sächsische Energieagentur - SAENA GmbH: Energieeffizienz - Unternehmen Energieeffizienz - Gebäude Energieeffizienz - Verkehr Energieeffizienz - Kommunen/Landkreise Zukunftsfähige Energieversorgung Projekte im schulischen Bereich Beratung Weiterbildung Öffentlichkeitsarbeit Sprechen Sie uns an! Beratertelefon:

- Gebäude Energieeffizienz - Verkehr Energieeffizienz - Kommunen/Landkreise Zukunftsfähige

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