Ein Home Energy Management System (HEMS) ist ein speziell für Privathaushalte entwickeltes Energiemanagementsystem (EMS). Es steuert Stromverbraucher, Batteriespeicher, Wärmepumpen und E-Autos automatisch, um den Eigenverbrauch zu maximieren und Energiekosten zu senken. Gelingen kann dies nur mithilfe von PV-Monitoring. Wir verraten Ihnen, wie Sie moderne Tools optimal nutzen.
PV-Anlagen können heute mehr als bloß Strom erzeugen. Mit den richtigen Tools und Strategien verwenden Sie Ihre selbst erzeugte Energie effizienter denn je und schöpfen das volle Potenzial Ihres Solarstroms aus.Möglich machen dies PV-Monitoring und ein HEMS. Die beiden Begriffe sind zwar untrennbar miteinander verbunden, meinen aber unterschiedliche Vorgänge.
PV-Monitoring: Die Augen Ihrer PV-Anlage
Tools für das Energiemonitoring sammeln essenzielle Daten eines PV-Systems und stellen diese in digitalen Plattformen übersichtlich dar. Die benötigten Daten kommen von intelligenten Stromzählern, den Smart Metern oder vom Wechselrichter oder von der Wallbox selbst. Je nach Hersteller unterscheiden sich die Monitoring-Plattformen. Unsere Lösung, Fronius Solar.web, zeigt unter anderem folgende Daten:
- aktuelle PV-Erzeugung
- Tages-, Monats- und Jahreserträge
- Stromverbrauch im Haushalt
- Netzbezug und -einspeisung
- Ladezustand des Batteriespeichers
- Ladezustand des E-Fahrzeugs
- Wartungshinweise
Kilian Schachtner, Solarexperte bei Fronius International, weiß, wie Monitoring und Energiemanagement zusammenhängen: „Anhand der Monitoringdaten können Sie nachvollziehen, wie effizient Sie den Strom vom eigenen Dach nutzen. Energie-Monitoring erlaubt also die transparente Darstellung von Energieflüssen. Das ist wiederum die Grundlage für ein sinnvolles Energiemanagement.“
HEMS: Das Gehirn Ihres PV-Systems
Ein HEMS besteht aus einer oftmals KI-gestützten Softwarelösung und physischen Mess- und Steuereinheiten. Sie sind aus modernen Haushalten kaum mehr wegzudenken. Während ein Energiemanagementsystem (EMS) den Energiebedarf von Räumen, Anlagen, Hallen und ganzen Gebäudekomplexen steuert, ist ein HEMS speziell auf die Optimierung der Stromflüsse im eigenen Haushalt ausgerichtet. Kurz zusammengefasst: Jedes HEMS ist ein EMS, aber nicht jedes EMS ist ein HEMS.
Vor allem Besitzer/-innen von PV-Anlagen profitieren, denn die Ziele vom PV-Energiemanagement sind:
- Eigenverbrauch erhöhen
- Netzbezug reduzieren
- PV-Ertrag maximieren & Kosten reduzieren
Wenn Sie bereits eine PV-Anlage besitzen, fragen Sie sich möglicherweise: „Reicht dafür nicht mein Monitoring-Tool? Lohnt sich ein HEMS überhaupt?“
Der Solarexperte liefert eine klare Antwort: „Ja! Denn das Ziel eines Energiemanagementsystems ist es, die Energiekosten auf ein Minimum zu senken. Dafür analysiert es die vom Monitoring bereitgestellten Daten und trifft auf deren Grundlage automatisch Entscheidungen. Die Vorteile liegen auf der Hand: eine größere Kostenersparnis, ohne sich Gedanken über das Energiemanagement machen zu müssen. Das System kümmert sich allein darum und passt sich an Ihr Stromnutzungsverhalten an.“
Das Zusammenspiel von Energiemanagement und PV-Monitoring
Wenn das PV-Monitoring das EMS mit Daten in Echtzeit versorgt, eröffnet das eine große Bandbreite an Möglichkeiten. Während bei einer typischen PV-Anlage im Eigenheim ohne Batteriespeicher meist nur 20 bis 35 % des PV-Stroms selbst genutzt werden, steigt diese Quote mit einer Speicherlösung auf ca. 50 bis 70 %.
Durch ein Energiemanagementsystem lässt sich die Eigenverbrauchsquote gegenüber einer ungesteuerten PV-Anlage typischerweise um 10 bis 20 % steigern. In Kombination mit Batteriespeicher, Wärmepumpe und E-Auto sind Eigenverbrauchsquoten von 60 bis 80 % erreichbar. Zusätzlich schont eine moderne Softwarelösung den Batteriespeicher und vermeidet Einspeisebegrenzungen.
Welche zusätzlichen Funktionen ein modernes Home Energy Management System gegenüber PV-Monitoring allein bringt, veranschaulicht diese Tabelle:
| Funktion | PV-Monitoring | HEMS |
|---|---|---|
| Daten erfassen | Ja | Ja |
| Energieflüsse visualisieren | Ja | Ja |
| Batteriespeicher intelligent laden und entladen | Nein | Ja |
| Ladevorgänge für E-Autos regeln | Nein | Ja |
| Automatisches Heizen und Kühlen mit PV-Überschuss | Nein | Ja |
| Einzelne Verbraucher priorisieren | Nein | Ja |
| Variable Stromtarife berücksichtigen | Nein | Ja |
| Wetter- und Ertragsprognosen erstellen und einbeziehen | Nein | Ja |
Welches Energiemanagementsystem zu Ihrer PV-Anlage passt, klären wir weiter unten im Text. Werfen wir zuerst einen Blick auf die grundlegenden Funktionen:
1. Eigenverbrauch erhöhen
Entsteht an sonnenreichen Tagen oder während der Abwesenheit der Hausbewohner/-innen ein PV-Überschuss, so nutzt ein Energiemanagementsystem den verfügbaren Strom bestmöglich im Haushalt, anstatt ihn ins öffentliche Netz einzuspeisen. Letzteres ist in den vergangenen Jahren weniger lukrativ geworden. In vielen Regionen untersagen Netzbetreiber das Einspeisen sogar, um einer Überlastung des öffentlichen Stromnetzes vorzubeugen.
2. Batteriespeicher steuern
Batteriespeicher wie die Fronius Reserva und die Fronius Reserva Pro tragen, wie bereits erwähnt, maßgeblich zur Erhöhung des Eigenverbrauchs bei. HEMS maximieren den Nutzen von Heimspeichern. Sie berücksichtigen bei variablen Stromtarifen den aktuellen Preis an der Strombörse und die Wetterprognose für die kommenden Tage. Anhand der Daten entscheidet die Software selbstständig, wann sie den Batteriespeicher lädt und entlädt.
Übrigens: Wie Sie einen Batteriespeicher in einer bestehenden PV-Anlage nachrüsten und wie viel Speicherkapazität sich für Ihren Haushalt lohnt, erfahren Sie in diesem Blogeintrag.
3. Wärmeerzeugung optimieren
Wärme lässt sich gut speichern, etwa als warmes Wasser im Boiler oder als Restwärme im Gebäude. Ein effizientes Energiemanagementsystem nutzt das aus: Wärmepumpen oder Verbrauchsregler wie der Fronius Ohmpilot sorgen gezielt dann für die Wärmeaufbereitung, wenn viel Solarstrom verfügbar oder der Strompreis niedrig ist. Die gespeicherte Wärme deckt den Bedarf über mehrere Stunden, auch wenn in der Zwischenzeit weder Solarstrom entsteht noch günstiger Strom verfügbar ist.
Schon gewusst? Auch Klimaanlagen lassen sich ins System integrieren, sodass Solarenergie nicht nur zum Heizen, sondern auch zum Kühlen genutzt wird.
4. E-Auto intelligent laden
Je nach vorhandener Wallbox können Sie Ihr E-Fahrzeug nach Ihren Wünschen laden. Für die optimale Ladestrategie berücksichtigt Ihr Energiemanager Faktoren wie die gewünschte Abfahrtszeit, die Distanz sowie die Ladeprioritäten beim gleichzeitigen Laden und sorgt für einen ausreichenden Ladezustand zum gewählten Zeitpunkt.
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Sie fahren ein Firmen-E-Auto und laden dieses teilweise zu Hause? Unser E-Mobilitäts-Experte erklärt im Interview, wie Sie die Ladekosten mit ausgewählten Wallboxen wie zum Beispiel unserem Fronius Wattpilot Flex bequem mit Ihrem Arbeitgeber abrechnen.
5. Verbraucher priorisieren
Manche Energiemanagementsysteme können Verbraucher priorisieren. Das bedeutet, Sie können entscheiden, ob PV-Überschuss eher dem Batteriespeicher oder dem E-Auto zugutekommen soll.
So könnte die Priorisierungsliste aussehen:
- Batteriespeicher
- Warmwasseraufbereitung (etwa mit dem Fronius Ohmpilot)
- Wärmepumpe
- Individuelle Verbraucher (z. B. Poolpumpe, Klimaanlage, …)
- …
In diesem Fall würde das E-Auto nur dann mit PV-Strom geladen werden, wenn der Batteriespeicher bereits vollgeladen ist sowie die Wärmeversorgung gesichert ist.
6. Lernen und analysieren
Moderne Energiemanager sind KI-gestützt. Das bedeutet, dass sie Muster im Stromnutzungsverhalten des Haushalts erkennen können. Gemeinsam mit der Wetterprognose und dem aktuellen Strompreis können sie das Erlernte als Grundlage für ihre Berechnungen heranziehen.
Sehen wir uns das anhand eines Praxisbeispiels an:
Ein E-Auto-Besitzer kommt an einem Sommerabend nach Hause. Er schließt das Auto an der Wallbox an. Den Feierabend verbringt er mit dem gemeinsamen Kochen und Essen mit der Familie, gefolgt von Duschen und Fernsehen. Gegen Mitternacht geht er zu Bett. Da der Stromverbrauch untertags gering war, konnte seine PV-Anlage den Batteriespeicher vollständig laden, sodass dieser auch nachts noch zu rund 60 % gefüllt ist. Das bemerkt auch das HEMS, das zusätzlich noch Wetterdaten in seine Energieerzeugungs- und
-verbrauchsprognosen einbezieht und „weiß“, dass das E-Auto an den meisten Tagen zwischen 7 und 8 Uhr das Grundstück verlässt. Da erneut ein sonniger Tag bevorsteht, entscheidet das PV-Energiemanagement, das E-Auto in der Nacht mit Strom aus dem Batteriespeicher zu laden. Die für das Auto entnommene Energie schafft Platz für den zu erwartenden PV-Überschuss am folgenden Tag.
Wichtig: Nicht nur die Wetterprognose und der damit zu erwartende PV-Überschuss am Folgetag spielen für die Entscheidung, das Auto mit Strom aus dem Batteriespeicher zu laden, eine Rolle. Ein effizientes HEMS muss ebenso die Einspeisevergütung, den Strompreis sowie die Abnutzung des Speichers durch mehr Batteriezyklen einberechnen. Besonders bei variablen Stromtarifen, die nachts besonders attraktive Preise bieten, ist das Entladen des Batteriespeichers für das Laden des E-Autos nicht immer die wirtschaftlichste Option.
Gut zu wissen: Für die Berücksichtigung der Wetterdaten und der aktuellen Strompreise ist in Fronius Solar.web Premium der Fronius Energiekosten-Assistent (ECA) verantwortlich. Diesen können Sie in der App nach Belieben aktivieren und deaktivieren.
Welches EMS ist das richtige für Sie?
Nicht jedes EMS arbeitet gleich gut in einem beliebigen PV-System. Abhängig von den bereits vorhandenen oder geplanten zukünftigen PV-Komponenten bieten sich unterschiedliche Softwarelösungen an.
Neben herstellerabhängigen Systemen – sogenannten proprietären Systemen – gibt es herstellerunabhängige Anbieter. Proprietäre Systeme sind optimal auf Geräte desselben Herstellers abgestimmt. Damit geht eine höhere Effizienz einher. Auf der anderen Seite lassen sich Drittanbieter-Komponenten oft schwierig bis gar nicht ins System integrieren.
Dieses Problem umgehen herstellerunabhängige EMS durch offene Schnittstellen und eine hohe Kompatibilität mit möglichst vielen unterschiedlichen Produktanbietern. Das erlaubt maximale Flexibilität bei der Gerätewahl und bei der nachträglichen Integration eines EMS in ein bestehendes PV-System, führt jedoch zu einem höheren Installationsaufwand.
Für Zuhause und fürs Unternehmen: Fronius Enia
„Unsere Energiemanagement-Lösung Fronius Enia vereint das Beste aus beiden Welten. Sie ist perfekt abgestimmt mit Fronius Produkten, erlaubt aber durch offene Schnittstellen zusätzlich die Anbindung ‚fremder‘ Komponenten“, weiß Kilian Schachtner. „Enia bietet einen weiteren Vorteil: Als vollwertiges Energiemanagementsystem – kurz EMS – wächst es mit den Anforderungen mit und denkt über das klassische Einfamilienhaus hinaus. Daher eignet es sich sogar für Unternehmen.“
Schon gewusst? Variable Stromtarife nutzen
Gehen wir zum Abschluss auf die bereits erwähnten variablen Stromtarife ein. Sie eröffnen – bei einem smarten Energiemanagement – neue Möglichkeiten für deutliche Kostenreduktionen. Denn Strom ist mittags und nachts am günstigsten, genau dann, wenn der Bedarf am niedrigsten ist. Intelligente Software, wie etwa der Fronius Energiekosten-Assistent, kann die tagesaktuellen Preise an der Strombörse in ihre Berechnungen miteinbeziehen und stromintensive Verbraucher wie die Wärmepumpe mit günstigem Strom in den Mittags- und Nachtstunden betreiben. Ebenso kann sie E-Autos und Batteriespeicher mit günstigem Strom laden. Diese Strategie reduziert teuren Netzbezug auf ein Minimum.
Variable Stromtarife sind besonders in Skandinavien beliebt. In Norwegen etwa beziehen mehr als 90 % aller Haushalte ihren Strom über dynamische Tarife, Festpreistarife bilden die Ausnahme. Auch in Schweden beträgt der Anteil der variablen Tarife mehr als die Hälfte. In Ländern wie Österreich verhält es sich umgekehrt. Festpreistarife sind die Regel, nicht die Ausnahme. Das kann sich aber ändern: Seit 2025 muss jeder österreichische Stromanbieter zumindest einen variablen Tarif anbieten.
Fazit
Kann ein Energiemanagement meine Stromkosten senken und die Wirtschaftlichkeit meiner PV-Anlage erhöhen? Zusammengefasst: Ja! Doch nur mit den geeigneten Tools, mit deren Hilfe Sie PV-Anlagendaten auswerten können.
Denn PV-Monitoring und Energiemanagement gehen Hand in Hand. Nur wenn genaue Anlagendaten in Echtzeit zur Verfügung stehen, kann ein spezielles Home Energy Management System fürs Eigenheim die Energieflüsse optimieren und damit den Eigenverbrauch erhöhen und die Stromkosten senken.
Achten Sie bei der Wahl eines Energy Management Systems darauf, dass es mit all Ihren Geräten kompatibel ist. Offene Schnittstellen sind das Um und Auf, sollten Sie Komponenten unterschiedlicher Hersteller besitzen.
Für Systeme, die zumindest teilweise aus Fronius Geräten bestehen, bietet sich Fronius Enia an. Unser Energiemanagementsystem verknüpft perfekte Abstimmung auf Fronius Elemente mit gleichzeitiger Kompatibilität mit Drittanbieterkomponenten. Es eignet sich gleichermaßen für Eigenheime wie für Unternehmen.
FAQ
1. Was ist ein HEMS?
Ein Home Energy Management System (HEMS) ist eine intelligente Software zur Steuerung von Energieflüssen im Haushalt. Das System analysiert Daten aus PV-Anlage, Speicher, Wärmepumpe und Wallbox und optimiert automatisch den Eigenverbrauch von Solarstrom.
2. Was ist ein EMS und was ist der Unterschied zu einem HEMS?
EMS steht für Energy Management System (Energiemanagementsystem) und ist der Oberbegriff für Systeme zur Überwachung und Steuerung von Energieflüssen. Sie kommen in Privathaushalten, Gewerbegebäuden und Industriebetrieben zum Einsatz.
Kurz: Jedes HEMS ist ein EMS, aber nicht jedes EMS ist ein HEMS.
3. Was ist der Unterschied zwischen PV-Monitoring und HEMS?
PV-Monitoring visualisiert Energieflüsse und Anlagendaten. Ein HEMS geht einen Schritt weiter und steuert Verbraucher wie Batteriespeicher, Wärmepumpe oder Wallbox automatisch. Das Monitoring liefert die Daten, das HEMS trifft darauf basierend Entscheidungen.
4. Benötigt man für PV-Monitoring einen Smart Meter?
Ja, für ein verlässliches und vollständiges Anlagen-Monitoring ist ein Smart Meter erforderlich. Er liefert konkrete Zahlen über die Erzeugung und den Verbrauch von Strom im Haushalt.
5. Kann PV-Monitoring meinen Eigenverbrauch erhöhen?
PV-Monitoring allein erhöht den Eigenverbrauch nicht direkt. Es macht jedoch sichtbar, wann Strom erzeugt und verbraucht wird. Dadurch können Verbraucher gezielt in Zeiten hoher Solarstromproduktion genutzt werden. In Kombination mit einem HEMS erfolgt diese Optimierung automatisch.
6. Welches HEMS ist das richtige?
Die Wahl hängt von den bereits vorhandenen Komponenten ab. Wichtig sind die Kompatibilität mit PV-Anlage, Speicher, Wärmepumpe und Wallbox sowie offene Schnittstellen für zukünftige Erweiterungen.
7. Was ist Fronius Enia?
Fronius Enia ist unsere Energiemanagement-Lösung. Sie ist nicht nur optimal auf sämtliche Fronius Geräte abgestimmt, sondern erlaubt dank offener Schnittstellen die Integration vieler Drittanbieterkomponenten.
Enia ist ein vollwertiges EMS. Auch Unternehmen profitieren von dem smarten Energiemanager.
8. Kann ein EMS mehrere Wallboxen steuern?
Ja, ein Energiemanagementsystem kann mehrere E-Fahrzeuge gleichzeitig intelligent und kostenoptimiert laden.
9. Wie stark kann ein HEMS den Eigenverbrauch erhöhen?
Das hängt stark von der Systemkonfiguration ab. Wie groß ist die Anlage, wie hoch der Stromverbrauch, in welche Himmelsrichtung sind die Module ausgerichtet und wie groß ist der Batteriespeicher, sofern einer vorhanden ist?
Grob geschätzt steigern HEMS den Eigenverbrauch in Systemen ohne Batteriespeicher auf 40 bis 50 %, sofern Haushaltsgeräte und eine eventuell vorhandene Wärmepumpe bei Sonnenschein betrieben werden können.
Mit Speicher kann ein HEMS sogar bis zu 80 % Eigenverbrauchsquote erreichen. Die Einbindung großer Verbraucher wie Wärmepumpen und Wallboxen erhöht den möglichen Eigenverbrauch deutlich.
10. Lohnt sich ein HEMS ohne Batteriespeicher?
Grundsätzlich ja (siehe Frage 8). Die größte Kostenersparnis lässt sich durch die Integration eines HEMS erreichen, wenn steuerbare Großverbraucher wie Wärmepumpen und Wallboxen im Haushalt vorhanden sind. Variable Stromtarife können die Stromkosten weiter senken.
11. Funktioniert ein HEMS mit variablen Stromtarifen?
Ja, das funktioniert. Ein HEMS ruft in regelmäßigen Abständen die aktuellen Preisdaten an der Strombörse ab und entscheidet anhand dessen, wann Wärmepumpen und Wallboxen optimal betrieben und E-Fahrzeuge sowie Heimspeicher möglichst günstig geladen werden können.
