Kann man mit einem Smarthome Energie sparen?
Kann ein Smarthome beim Energiesparen wirklich helfen und wenn ja, wie? Wir haben seit 5 Jahren ein sehr umfangreiches Smarthome und ich zeige, was wirklich smart ist.
Wir sind mitten in einer Energiekrise, die es so noch nicht gegeben hat und die sich vermutlich bis in jüngster Vergangenheit auch keiner vorstellen konnte. Alles hängt am Gas, auch wenn man selbst nicht direkt Gas verbraucht. Strom- und Erzeugerpreise gehen durch die Decke und die Folgen sind bei jedem angekommen.
Wir haben eine Gastherme und auch einen recht hohen Stromverbrauch. Meine Frau war schon vor der Coronakrise durchgehend im Homeoffice und ich etwa die Hälfte meiner Arbeitszeit. Das Elektroauto wird geladen und nachbelichtet, sorgt dafür, dass auch am Abend die Rechner, Werkstatt und das Studio im Betrieb sind.
Auch wenn die aktuelle Entwicklung finanziell bei uns zum Glück kein Problem darstellt, habe ich es noch nie eingesehen, sinnlos Strom und Gas zu verbrauchen. Unser Stromverbrauch wird detailliert überwacht und auch unseren Gasverbrauch konnte ich in den letzten Jahren enorm optimieren.
Dabei war unser Smarthome und Home Assistant im Besonderen eine echte Hilfe. Diese Hilfe sieht aber etwas anders aus, als man sich das vorstellt und als es die Medien und Hersteller verbreiten.
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In vielen Zeitungen und Magazinen ist „smarte“ Haustechnik derzeit ein ganz heißes Thema. Dabei beschränkt man sich allerdings auf irgendwelche elektronischen Thermostate, die bei der Heizkosteneinsparung helfen sollen und Funksteckdosen, die Verbraucher abschalten. Es wird gar von künstlicher Intelligenz mancher Systeme gesprochen, die das Nutzungsverhalten lernt und die Heizung entsprechend auf- oder abdreht.
Mit viel Glück kommt man mit solchen Thermostaten auf Einsparungen vom max. 10 %. Oftmals aber sogar zu einer Verschlechterung des Verbrauchs, da die Absenkung der Temperatur gerade in schlecht gedämmten Gebäuden dazu führen kann, dass es zu sehr auskühlt. Dann muss umso mehr Energie zugeführt werden, um wieder auf die Normaltemperatur zu kommen. Die Erkennung von gekippten Fenstern funktioniert meiner Erfahrung nach ohnehin fast nie, weil die kalte Luft nicht den Thermostaten in seiner Heizkörpernische erreicht. Und selbst wenn der Thermostat es erkennt, ist das Fenster noch immer unnötig geöffnet.
Leere Batterien sorgen dafür, dass der Stellantrieb nicht mehr arbeiten kann und im schlechtesten Fall steht das Heizventil mehrere Stunden oder Tage komplett offen. Das sind zumindest die Erfahrungen, die ich mit verschiedenen Systemen in unserer früheren Mietwohnung gemacht habe. In einer Mietwohnung hat man natürlich auch weniger Eingriffsmöglichkeiten, als in einem Eigenheim, weshalb ich mich hier auf letztes beschränke.
Ärgernis Heizungsanlage
Wir haben hier eine ziemlich moderne Gastherme von Viessmann eingebaut. Der Hersteller spielt an dieser Stelle auch gar keine Rolle. Symptomatisch für diese Anlagen ist allerdings, dass sie nach wie vor vollkommen dumm sind. Zwar hält man nun mit Apps und APIs dagegen. Das ändert aber nichts an der Tatsache, dass die Steuerungen extrem unflexibel sind. Zwar gibt es zig Parameter, von denen viele Heizungsbauer keine Ahnung haben und bei manchen selbst der Hersteller nicht ganz genau darlegen kann, was sie eigentlich bewirken, die eigentliche Steuerung ist dumm.
Ein weiteres Ärgernis ist hier, dass diese APIs alle Cloud-basierend sind. Ohne Internetzugang geht hier nichts, denn die Heizungshersteller haben das als neues Geschäftsmodell entdeckt. Dabei wäre die direkte Ansteuerung kein Problem und ist für Bastler auch machbar (Stichwort: Optolink). Ich wäre allerdings bereit, 200 € für ein Erweiterungsmodul der Heizung in die Hand zu nehmen, das die direkte Ansteuerung ermöglichen würde. Bei essenziellen Dingen wie einer Heizungssteuerung sollte man auch nicht auf die Verfügbarkeit des Dienstes durch den Hersteller angewiesen sein.
So gibt es ein Ferienprogramm, das die Heizung aber nur herunterregelt. Offenbar gehen die Hersteller davon aus, dass Ferien bei allen auch gleichzeitig verreisen bedeutet. Was aber, wenn ich hier nur ein Programm möchte, bei dem Heizung und Warmwasser in einem gewissen Zeitraum später als sonst bereitstehen sollen, weil ich im Urlaub daheim später aufstehe? Gleiches gilt für Feiertage.
Die Heizung erkennt auch nicht, wenn der wasserführende Kamin heizt und schaltet den Brenner trotzdem ein. Es gibt einen Kontakt (bei Viessmann: „externe Anforderung“, Stecker 96) in der Steuerung der Heizung. Warum sind solche Funktionen nicht über die API erreichbar und warum kann sich eine digitale Abbrandsteuerung nicht direkt mit der Heizung verbinden?
Hier ist die Optimierung nur durch genaue Beobachtung, stetige Anpassung und durch externe Steuerung möglich. Genau hier hilft das Smarthome.
Durch unsere Gebäudeautomation mit LCN Issendorff, haben wir in jedem Raum mindestens ein Thermometer, das in den Lichtschaltern integriert ist. Mithilfe von Home Assistant werden diese Werte erfasst und können nicht nur zur Automation genutzt, sondern auch ausgewertet werden.
Das ist die wichtigste Funktion, die ein echtes Smarthome zur Verfügung stellt: Informationen über das Haus. Wie viel Strom wird gerade verbraucht? Welche Temperatur herrscht draußen und in jedem Raum? Wie oft schaltet sich die Heizung ein? Wie hoch sind Vor- und Rücklauftemperaturen der Heizung. Was ist der aktuelle und stetige Stromverbrauch usw.
An dieser Stelle wird noch nichts aktiv gesteuert und keine Möchtegern-KI greift ein. An dieser Stelle sagt mir mein Smarthome erst einmal etwas, über den aktuellen Zustand.
Aber genau mit diesen Aufzeichnungen konnte ich etwa die Einstellungen der Heizungsanlage optimieren. Mit den Einstellungen der Heizungsfirma beim Einzug verbrauchten wir über 22.000 kWh Gas für Heizung. Nun sind wir bei 12.000 kWh oder 65 kW pro Quadratmeter angekommen – bei gleichem Komfort wohlgemerkt. Gerade die Einstellungen der letzten beiden Jahre, mit den Informationen aus den langfristigen Aufzeichnungen des Smarthomes, haben hier noch einmal über 30 % Einsparung gebracht.
Mit Home Assistant gleiche ich die fehlenden Funktionen der Heizungssteuerung aus und erweitere diese. Über die API der Heizung, kann ich die Heizkreise inzwischen über ein eigenes Zeitprogramm per Home Assistant steuern, bei dem ich sogar einen Kalender hinterlegen kann.
Wir haben keine Einzelraumregelung für unsere Fußbodenheizung, da diese oft genau den gegenteiligen Nutzen hat. Durch den hydraulischen und thermischen Abgleich, den wir selbst durchgeführt haben, sind alle Ventile offen. Auch hier haben die Temperaturaufzeichnungen aus Home Assistant den korrekten Abgleich erst möglich gemacht.
Meinung: Eigenleistung wird unabdingbar werden
Wir erleben gerade direkt, wie Energieverbrauch extrem auf das Portemonnaie schlägt. Den schlecht greifbaren Klimawandel konnten viele gekonnt ignorieren. Wenn es aber ans Geld geht, steigt die Motivation, schnell etwas zu ändern.
Leider ist die Heizungsbranche aus diesem Grund nicht nur auf Monate ausgelastet, sodass man hier keine schnelle Hilfe erwarten kann, sondern kann auch nur bedingt helfen. Die Einstellungen der Heizungsanlage wird auch von Profis häufig nicht verstanden und bislang war es auch ausreichend, wenn die Bude warm wurde. Ein hydraulischer und vor allem der thermische Abgleich muss „erlebt“ und den unterschiedlichen Jahreszeiten und Anforderung angepasst werden. Daher wird dieser grundsätzlich gemacht und bestätigt. Ob er gut ist, steht auf einem anderen Blatt. So wurde unsere Gastherme von einer renommierten Haustechnikfirma aus der Nachbarstadt auch um mindestens 50 % zu groß ausgelegt. Aber Hauptsache, es wird warm und der Kunde reklamiert nicht.
Zudem gibt es im Handwerk kaum Nachwuchs. Wir werden viele Fachkräfte im Bereich „Internationales Management“ haben, aber kaum mehr jemanden, der eine Heizung, die Toilette oder ein Dach reparieren kann. Daran waren die Handwerksbetriebe viele Jahre selbst schuld. Raue Umgangsformen, wenig Fortbildung, schlechte Bezahlung und geringe Wertschätzung waren ein Grund dafür lieber nicht ins Handwerk zu gehen. Oft gab es eine „Wenn es dir nicht passt: Hinter dir stehe viele andere, die auf deinen Job warten!“. Diese Zeiten sind nun vorbei und das Handwerk prügelt sich darum, überhaupt noch Mitarbeiter und Azubis zu bekommen. Die Kammern verlangen für die Meisterausbildung noch immer Unsummen und 10.000 € sind für den Meisterbrief keine Seltenheit. Für wen soll das noch attraktiv sein?
Für mich waren die Jahre in einem kleinen familiären Handwerksbetrieb als Radiofernsehtechniker, mit die schönsten meines Lebens. Dabei bedeutete das damals auch nicht nur warme Werkstatt, sondern Waschmaschinen schleppen, Wasseranschlüsse installieren, Kabelanschlüsse durch Mehrfamilienhäuser zu legen oder auf Dächern bei Wind und Wetter Antennen zu bauen.
Gerade als Hausbesitzer wird man nicht mehr darum herumkommen, sich selbst mit den technischen Dingen des Hauses zu beschäftigen. Das erfordert Einarbeitung, Zeitaufwand und technisches Verständnis, das sich aber lohnt.
Und es heißt nicht zu Unrecht: Die Kunst des Könnens liegt im Wollen.
Stattdessen greife ich direkt in den Heizungsbetrieb ein: Hat es in allen Räumen 21 °C und im Bad 23 °C, schaltet eine Automatisierung die Heizkreise aus, und zwar weit vor dem Zeitpunkt, als es die Heizungssteuerung selbst machen würde. Der hydraulische Abgleich sorgt zudem für eine Selbstregelung, wenn der Raum keine Wärme mehr abnehmen kann, weil die Fußbodentemperatur unter der Raumtemperatur liegt. Sagt die Wettervorhersage höhere Temperaturen für den nächsten Tag voraus, lasse ich die Heizkreise gleich geschlossen.
Die Gazetten und auch die Hersteller von Smarthome-Komponenten führen aber immer nur die Einzelraumregelung mit ein wenig „Intelligenz“ (wie Anwesenheitserkennung) als den Hauptvorteil eines Smarthomes an. In Wirklichkeit ist es aber der Erkenntnisgewinn über Nutzungsgewohnheiten, Temperaturen, Zustände von Heizung und Steuerung etc.
Nur weil ich 10 % weniger als im Vorjahr verbraucht habe, bedeutet das ja nicht, dass es meine Anstrengungen oder die der smarten Steuerung waren. Ich muss diese Werte ins Verhältnis zu den durchschnittlichen Außentemperaturen, Sonnenstunden und Anwesenheit setzen. Wenn es in einem Jahr wärmer war, benötige ich natürlich weniger Energie.
Diese Werte kann ein Smarthome liefern. Allerdings muss ich selbst smart genug sein, diese Erkenntnisse erst einmal zu bewerten, um dann entsprechende Aktionen daraus abzuleiten. Kein Smarthome wird von selbst auch nur eine einzige Kilowattstunde Strom oder Gas einsparen.
Im Gegenteil: Man darf nicht vergessen, dass die Smarthome-Steuerung selbst auch erst einmal Strom verbraucht. Jede Wi-Fi-Steckdose, jeder Smarthome-Hub und auch der Rechner für etwa Home Assistant benötigen rund um die Uhr Strom. Bei Wi-Fi-Steckdosen kann man realistisch von 2 Watt im Stand-by-Betrieb ausgehen. Ein Raspberry Pi 4 benötigt etwa 10 Watt. Umfangreichere Systeme, wie unseres, mit über 120 Aktoren und Sensoren, kommen auf 60 – 80 Watt Dauerlast. Hinzu kommen Batterien für drahtlose Sensoren und natürlich die Anschaffungskosten selbst.
Wie man mit einem Smarthome noch Geld sparen kann
Unsere Beleuchtung wird fast ausschließlich durch Präsenzmelder gesteuert, die das Licht auch automatisch wieder ausschalten. Allerdings ist die Einsparung bei der Beleuchtung bei modernen LED-Leuchtmitteln praktisch vernachlässigbar. Es ist eher die Symbolik, als der echte Nutzen. Es ist aber ein Komfortgewinn.
Unser Smarthome macht mich darauf aufmerksam, die Beschläge der Balkontür zu schmieren und die Dichtungen zu kontrollieren, wenn diese 200-mal geöffnet wurde. Der Fensterkontakt ist ohnehin vorhanden, um mich auf noch geöffnete Fenster aufmerksam zu machen. Das ist richtig smart, weil ich damit Verschleiß und damit Kosten vermeide. Man könnte es auch „Predictive Maintenance“ nennen und es kann viele hundert Euro sparen.
Dieser Fensterkontakt sagt mir bei niedrigen Außentemperaturen nach 10 Minuten auch, dass ich das geöffnete Fenster schließen soll. Das ist deutlich sinnvoller, als einfach den Heizkörper abzuregeln und damit den Raum auskühlen zu lassen. Home Assistant gibt mir aber auch eine Lüftungsempfehlung, wobei die absolute Luftfeuchtigkeit innen und außen berücksichtigt werden.
Die gefühlte Temperatur in einem Raum hängt auch nicht nur von der Temperatur allein ab. Bei höherer Luftfeuchtigkeit empfinden wir die gleiche Temperatur wärmer als bei niedriger Luftfeuchtigkeit. Mit der Climate Comfort Erweiterung von Home Assistant, kann ich danach auch die Heizung steuern und benötige vielleicht nur 20 statt 22 Grad. Zwei Tasten in der Home Assistant App können dazu genutzt werden, den „Wohlfühlfaktor“ zu dokumentieren. Man tippt auf die jeweilige Taste, wenn die Temperatur als zu warm oder zu kühl empfunden wurde. Diese Informationen lassen sich dann wieder dazu nutzen, die Steuerung anzupassen. Ein reiner Temperaturwert sagt hingegen wenig aus.
Hat man eine PV-Anlage (das wird in den nächsten Monaten übrigens ein großes Thema auf nachbelichtet werden), kann man Waschmaschine, Geschirrspüler etc. dann automatisch starten lassen, wenn genügend PV-Leistung vorhanden ist.
Die eigentlichen Stromkosten entfallen aber auf die Grundlast. Jede Wohnung und jedes Haus hat rund um die Uhr einen stetigen Stromverbrauch. Dieser entfällt auf Kühlgeräte, Stand-by-Verbraucher, Heizungssteuerung und Pumpen, Router, Überwachungskameras, Sat-Switch, Kabelverstärker, automatische Außenbeleuchtung, Thermostate und Steuerung bei Einzelraumregelung und vieles mehr. Das können 50 Watt sein, aber auch mehr als 300 Watt. Nimmt man 150 Watt Grundlast, bedeutet das 1300 kWh pro Jahr und bei den aktuellen Strompreisen (ich nehme 35 ct. an) über 450 € Kosten.
Diesen Verbrauch bekommt man aber nur durch genaue Beobachtung und Aufzeichnung auf die Spur und auch hier hilft das Smarthome mit einer entsprechenden Strommessung wie mit dem Shelly 3EM und Langzeitbeobachtung. Kann man hier nur 30 Watt einsparen, sind das fast 100 Euro pro Jahr und die Kosten für die Anschaffung des Shelly 3EM hat sich amortisiert.
Fazit
Ein Smarthome ist mehr als die Regelung der Raumtemperatur und das Schalten von ein paar Steckdosen. Vielmehr sind es langfristige Messwerte, die Rückschlüsse zulassen, auf die man dann – auch mithilfe des Smarthomes – reagieren kann. Keine Smarthome-Lösung funktioniert schlüsselfertig oder spart ohne eigene Eingriffe etwas ein. Zu komplex ist das Zusammenspiel der verschiedenen Geräte und Komponenten sowie die individuellen Voraussetzungen und Bedürfnisse.
Sofern es überhaupt Schnittstellen gibt, sind diese noch immer zu fragmentiert, um ein reibungsloses Zusammenspiel zu gewährleisten. Mit dem „Smarthome-Überstandart“ Matter wird das vielleicht besser (Home Assistant ist schon dafür bereit), denn für eine Energiewende ist es essenziell, dass sich alle Hausgeräte und Verbraucher unterhalten können. Da müsste die Politik ansetzen und Hersteller dazu verdonnern, solche Standards bereitzustellen. Dazu zählen auch offene Schnittstellen von Energieversorgern für Strom, Gas und Wasserverbrauch.
Ist man bereit, aus den Daten, die das Smarthome erfasst, Aktionen abzuleiten, kann ein Smarthome mehr als sinnvoll sein und auch eine große Menge an Energie und damit Geld sparen.
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Hallo Markus,
schöner Artikel, macht absolut Sinn. Eine Frage zu deinen Diagrammen. Wie hast du die erstellen lassen? Was ich (als Anfänger) bisher in Home Assistant gefunden habe, hat mich noch nicht so überzeugt.
Such mal nach InfluxDB und Grafana
https://youtu.be/m9qIqq104as