Gebäude tragen zur Netzstabilität bei
Die Energieversorgung der Zukunft erfordert mehr als nur den Ausbau erneuerbarer Energien. Smarte Technologien müssen dafür sorgen, dass Energie effizient genutzt und ins Stromnetz integriert wird. Forschende der Empa haben einen Algorithmus entwickelt, der das Energiemanagement in Gebäuden optimiert, CO2-Emissionen senkt und Versorgungssicherheit gewährleistet.
Die Transformation des Energiesektors bringt Herausforderungen mit sich. Erneuerbare Energien wie Photovoltaik liefern nicht konstant Strom, sondern unterliegen Wetterbedingungen und Tageszeiten. Die Stromversorgung muss daher flexibler werden, um Produktionsspitzen zu nutzen und Engpässe auszugleichen. Genau hier setzen automatisierte Gebäudesysteme an. Sie steuern Verbrauch und Einspeisung intelligent und entlasten das Netz.
Vorausschauende Steuerung für maximale Effizienz
Ein innovativer Algorithmus der Empa analysiert die Energieverfügbarkeit und das Nutzerverhalten, um den Energieverbrauch optimal zu steuern. So wird etwa überschüssige Solarenergie bevorzugt genutzt oder gespeichert, anstatt das Netz zu überlasten. Gleichzeitig bleibt der Komfort erhalten. Warmwasser oder Heizung stehen genau dann zur Verfügung, wenn sie benötigt werden.
Erfolgreicher Praxistest im NEST-Gebäude
In einem Pilotprojekt im NEST-Gebäude der Empa wurde der Algorithmus unter realen Bedingungen getestet. Dabei kamen eine Photovoltaik-Anlage, Batteriespeicher, eine Wärmepumpe und eine Ladestation für Elektrofahrzeuge zum Einsatz. Die Ergebnisse zeigen, die CO2-Emissionen konnten um mehr als 10 Prozent gesenkt werden, ohne den Nutzerkomfort zu beeinträchtigen. Zudem konnte das Gebäude eigenständig mit dem Netz kommunizieren, um Lastspitzen abzufangen.
Digitalisierung als Voraussetzung für skalierbare Lösungen
Die Studie belegt, dass intelligente Energiesteuerung ein zentraler Baustein für eine nachhaltige Energiezukunft ist. Damit solche Lösungen flächendeckend eingesetzt werden können, ist eine konsequente Digitalisierung erforderlich. Gleichzeitig muss sichergestellt werden, dass die IT-Infrastruktur nachhaltig bleibt. Empa-Forscher untersuchen daher bereits Möglichkeiten, alte Smartphones als Steuerungseinheiten für die Gebäudeautomation einzusetzen.
Die Zukunft der Energieversorgung liegt in der Vernetzung intelligenter Systeme. Durch vorausschauendes Management können Gebäude nicht nur ihren eigenen Energiebedarf decken, sondern aktiv zur Netzstabilität beitragen.