Effiziente Energiesteuerung für Häuser und Kommunen

Eine Frage der KI-gesteuerten Software

Mit Software-Entwicklern und Projektingenieuren treibt der Hidden Champion das umweltschonende Leben von morgen voran. Immer im Blick: CO2-neutrale Gemeinden. Wüstenrot im Landkreis Heilbronn ist ein Prototyp, an dem enisyst zeigt, wie ein autarkes Gemeindeleben zukünftig funktionieren könnte.

In Wüstenrot geht es darum zu zeigen, wie ein bestehendes Quartier mit Photovoltaik-Anlagen, kleinen Windanlagen, Elektrofahrzeugen, Wärmepumpen, Blockheizkraftwerken (BHKW) und zukünftig auch mit einem Wasserstoffgenerator und Brennstoffzellen selbstversorgend und nachhaltig funktioniert – ohne Entbehrungen. Gedacht ist auch an ein Wärmenetz, das alle vorhandenen Installationen miteinander verbindet; auf alle Fälle aber hat dieses Quartier ein eigenes Stromnetz.

„Aufgabe ist es jetzt, dieses Konglomerat mit seinen eher beliebig verteilten Systemen so zu betreiben, dass das gesamte Quartier möglichst mit einem hohen Anteil an erneuerbarer Energie versorgt wird“, erklärt Dirk Pietruschka, Geschäftsführer der enisyst GmbH. Dazu muss es gelingen, die einzelnen Komponenten im Rahmen ihrer möglichen Flexibilität so zu koordinieren, dass dieses Ziel erreicht werden kann. „Wenn das wie im Fall von Wüstenrot viele Komponenten sind, dann haben wir ein hochkomplexes System zu regeln.“

Gewirr diverser Interessen smart und flexibel vernetzt

Intelligente Sektorenkopplung von Wärme, Kälte, Strom und Mobilität, inklusive V2G (Vehicle to Grid), dieses Gewirr an Interessen zum bestmöglichen Zusammenspiel zu bringen und im Fluss zu halten, daran tüftelt enisyst unermüdlich.

Die übergeordnete Quartiersleittechnik basiert auf Cloud-Intelligenz. Damit eine vorausschauende Steuerung möglich ist, wird ein Smart Grid benötigt, ein schlaues Netz, das im Voraus weiß, wann zum Beispiel das Auto welchen Energiebedarf hat, und wann es dagegen als Pufferspeicher genutzt werden kann.

Für Otto Normalverbraucher, der sein elektrisches Vehikel ohne Reichweitenangst bewegen und stressfrei wieder laden will und am Monatsende letztendlich geringere Energiekosten für Haus und Hof berappen möchte als sein nicht so umweltfreundlicher Nachbar, klingt das nach echter Rocket Science – für Pietruschka mit seinem Team ist es Alltag. Wichtige Zutaten sind Nutzerinterfaces über passgenaue App-Entwicklungen. Von der Smart-Home-Energie-App bis zu Quartiers-App als zentrales Informationssystem.

Eine Quartiers-App also, und alles wird gut, CO₂-neutral und günstiger für die Nutzer? Ganz so einfach ist die Sache dann doch nicht. Aber die Nutzerinterfaces zur partizipativen Einbindung der Bewohner spielen eine entscheidende Rolle, profitieren von kontinuierlichen Verbesserungsprozessen und sind eine Spezialität von enisyst.

Ladesäulen bedarfsgerecht konfiguriert

Klingt kompliziert und ist es auch. Leidenschaftlich spricht Dirk Pietruschka von Fahrplänen. Damit meint er nicht etwa Bus- oder Zugpläne. Bei enisyst geht es um das Bewegen von Energiemengen, quasi im Pendelverkehr zwischen Energieerzeugungs- und Energieverbrauchsanlagen und darum, diese intelligent so zu steuern, dass kein Stau und keine Verspätungen entstehen. Um optimale Fahrpläne zu generieren, nutzt enisyst Wetterprognosen sowie Last- und Erzeugungsvorhersagen. Der sperrige Begriff Energieerzeugungsanlagen meint Wärmepumpen, normale Gaskessel, Kältemaschinen oder Blockheizkraftwerke. Heizungen dagegen sind Energieverbrauchsanlagen. „Auch die wollen wir verbessern. So fingen wir vor fünf Jahren an.“ Inzwischen beherrschen sie sehr komplexe Systeme. Sprich: Das Blockheizkraftwerk erhält einen Fahrplan, die Wärmepumpen erhalten verschiedene Fahrpläne, genauso wie die Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge. Diese diversen Fahr- oder Zeitpläne bestimmen die Partitur der Gesamtkoordination.

Ladesäulen? „Für uns kein Problem“, verspricht Pietruschka. Die könne enisyst für jedes Einzelhaus, aber auch für mehrstöckige Mietshäuser konzipieren. ‚Eni.hub‘ heißt das intelligente modulare Verteilersystem für Tiefgaragen und Parkhäuser. Die Installation sei einfach und schnell, das Last- und Lademanagement intelligent. Kein Wunder, dass V2G schon länger zum Repertoire von enisyst gehört und auch Teil der Prototyp-Gemeinde Wüstenrot ist. So kooperiert enisyst mit dem Automobilhersteller Mitsubishi Motors Deutschland in Friedberg, deren Outlander und bald auch der kleinere Eclipse als Plug-in-Hybride, das bidirektionale Laden beherrschen und im Notfall auch über den Benzinmotor die Batterie laden können.

Energiekonzerne begrenzt interessiert 

Derweil sprießen deutschlandweit mit Steuergeldern Ladesäulen wie Pilze aus dem Boden. 35.000 öffentliche Ladepunkte sind es schon. Die Zahl der Schnellladesäulen hat sich bis Ende 2020 auf 3600 verdoppelt. Ein Ende der Maulwurfsarbeit ist nicht in Sicht. Pietruschka hält dies für nicht nachhaltig und prognostiziert, dass die Entwicklung dahin gehen werde, dass es an Sammelpunkten eine Art Schnellladetankstellen geben werde, an denen das Fahrzeug binnen kurzer Zeit geladen werden kann. „Der Hauptteil der Ladevorgänge wird sich zuhause oder beim Arbeitgeber abspielen.“

Derweil bangen die Energiekonzerne um ihre Vormachtstellung. Ihr Interesse gilt zwar einem möglichst stabil betriebenen Stromnetz, aber einem, das ausschließlich von ihnen betrieben wird. Quartiere, die weitestgehend autark sind und deshalb nur hin und wieder ein wenig Strom aus dem Netz benötigen, beobachten sie argwöhnisch als geschäftsschädigend. Das aber ist zu kurz gesprungen, denn schon jetzt hört man von zeitweise überlasteten Stromnetzen. Zudem stellen Quartiere wie Wüstenrot netzdienliche Leistungen bereit. Sie können dann Strom abnehmen, wenn viel überschüssiger Strom im Netz vorhanden ist.

Das gesamte System lässt sich mit Fahrzeugbatterien noch deutlich flexibler steuern. Die gesamte Zelle, als die man so ein Quartier wie Wüstenrot mit Blick auf das Stromnetz bezeichnet, kann also mit dem Stromnetz interagieren. enisyst bewertet dies als klare Chance für die Energieerzeuger, auch an dezentralen Modellen zu verdienen, indem sie selbst in solche Systeme investieren.

Gemeinden und Industrie als Hauptkunden

Der einzelne Hausbesitzer ist gleichwohl nicht vorrangig im Visier von enisyst. Es sind größere Industriebetrieb und Gemeinden. „Wir steuern alles, was mehr Energie verbraucht als das Einfamilienhaus“, so Pietruschka. Wie sich erneuerbare Energien individuell für den jeweiligen Einsatz optimal steuern lassen, das beherrschten bisher wenige, konstatiert er. Umso mehr will der Hidden Champion nicht nur im Großraum Stuttgart, sondern deutschlandweit das energetische Quartiersmanagement vorantreiben.