Maßgeschneiderte Energieversorgung: bei günstigem Strom die Waschmaschine per Handy einschalten

Im Zuge der Energiewende wird der Ruf nach einer umweltverträglichen und nachhaltigen Energieversorgung immer lauter. Damit werden auch Verfahren zur Energiespeicherung und Steuerungsmöglichkeiten der Energie für die Verbraucher(innen) unerlässlich.

Hier setzt das Forschungsprojekt „Easy-Service Creation for Home and Energy Management“ (e-SCHEMA) der Frankfurt University of Applied Sciences an. Während erneuerbare Energiequellen wie Photovoltaik- und Windkraftanlagen die benötigte Energie liefern, sollen moderne Speicher- und Steuerungsverfahren eine kosteneffiziente und sichere Versorgung gewährleisten – auch bei schwankender Verfügbarkeit von Sonne und Wind.

Die Forschungsgruppe für Telekommunikationsnetze der Hochschule hat hierzu eine personalisierte und dezentrale – auf einem Kleinstrechner laufende – Diensteplattform für das Energie- und Home-Management entwickelt. Diese ermöglicht dem Verbraucher, den Energiebezug und –verbrauch individuell an seine Wünsche anzupassen und zu steuern.

Mit der e-SCHEMA-Lösung sind beliebige Dienste realisierbar, die den Energie-, den Home-Bereich und die Multimediakommunikation betreffen. Dazu zählen die intelligente Lastverschiebung, um vor Ort erzeugte Energie auch dort zu verbrauchen (z.B. automatischer Betrieb der Waschmaschine während der sonnenreichen Mittagszeit mit vor Ort per Photovoltaik erzeugter Energie) oder das Laden eines Elektromobils mit dem Verhalten des Nutzers und dessen Kalender zu synchronisieren (automatischer Ladevorgang zu Zeiten, wenn das Fahrzeug nicht benötigt wird).

Das System integriert Kommunikationsanwendungen, die den Nutzer per Anruf oder Instant-Message benachrichtigen, sobald die Waschmaschine fertig gewaschen hat oder das Elektroauto vollständig geladen ist. Auch das Aufladen des Elektrofahrzeugs, das Einschalten der Waschmaschine sowie ein intelligenter Betrieb des Kühl- und Gefrierschranks (z.B. stärkeres Herunterkühlen bei hoher Photovoltaik-Leistung) während Niedrigpreis-Zeiträumen oder der Hinweis auf den aktuellen Stromverbrauch eines Haushalts werden möglich.

Die benötigten Dienste kann ein Nutzer ohne tiefere technische Kenntnisse durch die Kombination verfügbarer Basisdienste wie Telefonieren, SMS versenden/empfangen, Steckdose ein-/ausschalten etc. und Geräte (verschiedenste Sensoren und Aktoren) mittels Baukastenprinzip auf einem Standard-Web Browser speichern und ausführen.

Intelligente Energieversorgungssysteme (engl. Smart Grids) können ermitteln, wie viel Energie in den unterschiedlichen Bereichen des Stromnetzes benötigt wird. „Smart Grids umfassen die kommunikative Vernetzung aller wichtigen Komponenten im Energieverteilnetz sowie wesentlicher Erzeuger und Verbraucher“, erläutert Projektleiter Prof. Dr. Ulrich Trick von der Forschungsgruppe für Telekommunikationsnetze.

„In einem zukünftigen Haushalt sollten also Energieerzeuger wie Photovoltaikanlagen, Verbraucher wie Elektrofahrzeuge und Speicher wie Batterien erfasst, überwacht und gesteuert werden, um dem Verbraucher eine komfortable und automatisierte Nutzung zu ermöglichen. Das ist im intelligenten Haus, dem sogenannten ‚Smart Home‘, möglich.“ Smart Home bezeichnet Lösungen im privaten Wohnbereich, bei welchen Geräte, Systeme und Technologien eingesetzt werden, die mehr Energieeffizienz, Komfort, Wirtschaftlichkeit, Flexibilität und Sicherheit schaffen.

In dem Projekt arbeitet die Frankfurt University of Applied Sciences mit der Hochschule Osnabrück sowie mit Energieversorgungsunternehmen wie Netzdienste Rhein-Main/Mainova und der Energieversorgung Limburg, Telekommunikationsnetzbetreibern wie teliko und weiteren Unternehmen wie Testing Technologies und Siemens zusammen. „Derzeit beschäftigen sich zwar zahlreiche Forschungsprojekte mit Smart Grids. Allerdings wurden bisher nicht die vorteilhafte Verknüpfung mit der Multimediakommunikation und der Einsatz personalisierter und durch den Endverbraucher selbstentwickelter Dienste betrachtet“, beschreibt Trick das Alleinstellungsmerkmal von e-SCHEMA.

„Das System bietet ein komfortables, personalisiertes Management von smarten Haushalten unter Einbeziehung von Energielieferanten, Verteilnetzbetreibern und anderen Akteuren. Dadurch spart es Kosten und Energie“, ergänzt Trick. Auch der zu erwartende Technologietransfer ist enorm: „Mit der geplanten e-SCHEMA-Lösung würden wir die Einführung von Smart Grid und Smart Home fördern, ohne dass die konkreten Wünsche der Kunden bekannt sein müssen, da diese ihre Anforderungen selbst durch ihre eigene Diensteentwicklung abbilden können“, prognostiziert Trick.

Das Projekt e-SCHEMA wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 260.000 Euro gefördert. Die Wissenschaftler(innen) planen bereits ein nächstes Projekt, das um die Jahreswende 2014/15 starten soll. Es soll nicht nur die Optimierung einzelner, sondern vieler Haushalte umfassen, was wiederum die Optimierung des Orts- bzw. Verteilnetzes zur Folge hätte.

Weitere Informationen zur Forschungsgruppe für Telekommunikationsnetze: http://www.e-technik.org

Kontakt: Frankfurt University of Applied Sciences, Fachbereich 2: Informatik und
Ingenieurwissenschaften, Forschungsgruppe und Labor für Telekommunikationsnetze, Prof. Dr.-Ing. Ulrich Trick, Telefon: 069/1533-2228, E-Mail: trick@e-technik.org