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Die Echtzeit-Verbrauchsverfolgung bildet die Grundlage für Funktionen wie die Echtzeit-Überwachung des Stromverbrauchs mittels intelligenter Zähler.
Intelligente Zähler ersetzen herkömmliche Zähler, indem sie den Stromverbrauch alle fünfzehn Minuten statt einmal monatlich erfassen. Diese digitale Erfassung ermöglicht es Verbrauchern, ihre Energieverbrauchsmuster und Abrechnungszyklen besser zu verstehen. Sie erkennen die Netto-Kosten des Verbrauchs anhand irreführend niedriger Verbrauchsangaben auf Geräten – beispielsweise den Standby-Stromverbrauch einer Leuchte. Diese intelligenten Zähler bieten über die AMI (Advanced Metering Infrastructure, fortschrittliche Zählerinfrastruktur) eine einzigartige bidirektionale Kommunikationsfähigkeit für Versorgungsunternehmen. Die Versorgungsunternehmen können aktive Laststeuerungsbefehle senden, während Kunden in Echtzeit Informationen zum Verkehrsmanagement erhalten, um Zeiträume mit aktiver Laststeuerung zu vermeiden. Untersuchungen haben gezeigt, dass Haushalte aufgrund von Echtzeit-Verbrauchsfeedback freiwillig etwa 12 % Strom einsparen. Die sofortige Kommunikation beseitigt die Unannehmlichkeiten einer Nachfragesteuerung. Unmittelbares Feedback ermöglicht die Steuerung des Energieverbrauchs, ohne dass eine direkte Steuerung der Geräte erforderlich ist.
Erstellung von Erkenntnissen aus monatlichen Rechnungen
Historisch gesehen stellten Versorgungsunternehmen ihren Kunden monatliche Rechnungen aus, die jedoch lediglich zeigten, wie häufig die Kunden ihre Versorgungsdienstleistungen in Anspruch genommen hatten – mit kaum oder keiner Transparenz. Heute bieten Versorgungsunternehmen Energiesteuerungspanele („Energy Dashboards“) an, die Zugriff auf eine Streaming- und cloudbasierte Historie des Verbrauchs ermöglichen, um die Transparenz zu verbessern, sowie Kreisdiagramme, Balkendiagramme usw. Mit Hilfe solcher Energiesteuerungspanele können Kunden die Auswirkungen ihres Handelns in der realen Welt unmittelbar erkennen und verstehen. So kann beispielsweise ein Kunde mit einem Energiesteuerungsportal, der während einer Hitzewelle die Raumtemperatur in seinem Zuhause um zwei Grad Celsius erhöht, seinen Energieverbrauch direkt verfolgen und anhand des Energiesteuerungspanels die konkreten Auswirkungen dieser Entscheidung ablesen. [] Studien haben gezeigt, dass Kunden von Versorgungsunternehmen, die Energiesteuerungspanele einsetzen, nachhaltige Energieeinsparungen von 8 bis 15 Prozent erzielen. Energiesteuerungspanele gewähren zudem Einblick in den individuellen Energieverbrauch: Wenn beispielsweise ein alter Kühlschrank zu viel Energie verbraucht, kann der Kunde anhand der sinkenden Energiekosten auf seiner Rechnung diesen Effekt unmittelbar nachvollziehen. Energiesteuerungspanele unterstützen Kunden dabei, ihren Energieverbrauch zu senken – zugunsten der Gesundheit ihres Geldbeutels und zugunsten der Gesundheit unseres Planeten.
Zeitabhängige Preise: Intelligente Stromversorgung mit intelligenter Lastverschiebung
Um zeitabhängige Preise nutzen zu können, werden Kunden unterschiedliche Beträge in Rechnung gestellt, um ihrem Versorgungsunternehmen dabei zu helfen, Zeiten mit hohem Energieverbrauch zu reduzieren. Dadurch werden Lastspitzen abgeflacht. Während Perioden mit niedrigerem Energieverbrauch sinken die Energiekosten. Diese Perioden fallen typischerweise auf die Nachtstunden und Wochenenden, wobei die Preise dort um 20 bis 40 Prozent gesenkt werden.
Anreize für die Nutzung von Klimaanlagen, Elektrofahrzeug-Ladestationen und Großgeräten außerhalb der Spitzenlastzeiten
Lastverschiebungsstrategien umfassen drei wesentliche Bereiche:
Klimaanlage (HVAC): Vorab-Kühlung und Vorab-Heizung des Hauses vor Beginn der teureren Heizzeiten
Elektrofahrzeug-Laden (EV charging): Vorausprogrammierung der Ladezeiten während der günstigeren Tarifzeiten außerhalb der Spitzenlast
Großgeräte: Betrieb von Geschirrspülern, Trocknern und Pumpen während der günstigeren Tarifzeiten außerhalb der Spitzenlast
Die alleinige Übernahme dieses Verhaltens im Rahmen der Lastverschiebungsmethode führt bei den Teilnehmern zu durchschnittlichen jährlichen Einsparungen von 150 bis 300 US-Dollar. Die Einführung automatisierter Energiemanagementsysteme, die die Aktionen von Geräten mit dynamisch wechselnden Tarifen synchronisieren, eliminiert das Raten und maximiert die Einsparungen.
Aspekte der Chancengleichheit: Schließung der Adoptionsschere bei Haushalten mit niedrigem Einkommen
Die Tarifmodelle mit Zeitstaffelung (TOU) bergen die Gefahr, die am stärksten benachteiligten Bevölkerungsgruppen auszuschließen: Bei 30 Prozent der einkommensschwachen Haushalte fehlen intelligente Thermostate und Zeitschaltuhren, wodurch sie nicht in der Lage sind, ihren Energieverbrauch zu bestimmten Tageszeiten zu verschieben; zudem können Personen mit flexiblen Arbeitszeiten möglicherweise ihre Energieverbrauchszeiten nicht anpassen. Eine gerechte Verschiebung des Energieverbrauchs in Haushalten mit intelligenter Technik sowie der Aufbau eines widerstandsfähigeren Stromnetzes:
Bereitstellung subventionierter intelligenter Thermostate und Zeitschaltuhren
Bereitstellung intelligenter, flexibler und wirtschaftlich notwendiger gestufter Verbrauchsbeschränkungen
Zusammenarbeit mit lokalen Organisationen zur Durchführung von Bildungsinitiativen in der Gemeinschaft.
Während diese Initiativen die Hoffnung wecken, die für Haushalte verfügbare Technologie zu verbessern und gleichzeitig die Widerstandsfähigkeit des Stromnetzes zu stärken, richten sie sich zudem auf intelligente Technologien, die die Stromverbrauchssysteme innerhalb des Haushalts optimieren.
Intelligente Stromintegration mit Hausautomatisierung und Künstlicher Intelligenz
Künstliche-Intelligenz-Haushaltsenergiemanagementsysteme (KI-HEMS) und netzreaktive Terminplanung
KI-basierte Heimenergiemanagementsysteme (KI-HEMS) revolutionieren die Art und Weise, wie Verbraucher elektrischen Strom verwalten. Zu den Innovationen zählen intelligente Systeme, die den Energiefluss zwischen Verbrauchern, Mikronetzen, Dachsolarenergieanlagen, Batteriespeichern und dem öffentlichen Stromnetz verfolgen und steuern. Diese Systeme analysieren den Echtzeit-Stromverbrauch, nutzen Wettervorhersagen, antizipieren Änderungen der Netzentgelte und berücksichtigen den Zeitplan sowie das Verbrauchsverhalten der Bewohner innerhalb des Haushalts. KI-HEMS nutzen all diese Eingabedaten, um Entscheidungen zu treffen, die eine Netzentgelt-Arbitrage ermöglichen (z. B. Laden von Elektrofahrzeugen, Anpassen der Solltemperaturen an Thermostaten usw.) und Lastverschiebungen weg von Spitzenlastzeiten fördern. Die meisten Experten prognostizieren, dass diese Systeme bis 2025 es Verbrauchern ermöglichen werden, an Lastmanagementprogrammen der Versorgungsunternehmen teilzunehmen, bei denen Verbraucher freiwillig ihren Stromverbrauch während Spitzenlastzeiten reduzieren, um Stromausfälle zu vermeiden. Diese Systeme lernen kontinuierlich und verwalten die Energie ohne manuelles Eingreifen des Nutzers. Dies ist sowohl für Verbraucher als auch für das Stromnetz vorteilhaft: Für Verbraucher, weil die Systeme Lasten in Niedriglastzeiten verschieben, und für das Netz, weil sie die Integration erneuerbarer Energien unterstützen und den Ausbau neuer Übertragungs- und Umspanninfrastruktur hinauszögern.
Langfristige Verhaltensänderungen und verbesserte Effizienz durch intelligente Stromversorgung
In Echtzeit beginnen die Menschen, Elektrizität in einem neuen Licht zu sehen. Mit Echtzeitüberwachung, nutzungsabhängigen Tarifen und automatisierten Systemen kann der Stromverbrauch flexibler auf die Anforderungen der Verbraucher reagieren. Adaptive Verbrauchstechnologien ermöglichen es Verbrauchern, Waschmaschinen, Ladegeräte und Klimaanlagen nicht nach ihrem eigenen Zeitplan, sondern entsprechend der Kosten und der aktuellen Belastung des Stromnetzes zu betreiben. Diese täglichen Entscheidungen können sich zu langfristigen Gewohnheiten entwickeln. Studien zeigen, dass Haushalte ihren Stromverbrauch um fast 20 % senken, sobald diese Technologien eingesetzt werden. Verhaltensstabilität ist ein Effekt, den die meisten Unternehmen bei Nutzern beobachtet haben, die intelligente Werkzeuge bereits über einen längeren Zeitraum nutzen. Dies geht über eine reine Kostensenkung hinaus: Es bedeutet auch geringere CO₂-Emissionen und weniger Belastung für das Stromnetz. Die Aufklärung der Verbraucher über die Bedeutung vorbeugender Maßnahmen erforderte mehr als nur intelligente Werkzeuge – sie führte vielmehr zu einer grundlegenden Veränderung der Art und Weise, wie das Stromnetz genutzt wird.
Häufig gestellte Fragen
Was sind intelligente Zähler?
Intelligente Zähler erfassen und protokollieren den Energieverbrauch häufiger und detaillierter als herkömmliche Zähler. Statt einmal im Monat eine Ablesung zu senden, übermitteln sie alle 15 Minuten Verbrauchsdaten.
Wie funktioniert die Zeitabhängige Tarifgestaltung?
Bei der Zeitabhängigen Tarifgestaltung (Time-of-Use, TOU) soll der Energieverbrauch durch niedrigere Preise in Nebenlastzeiten in diese Zeiträume verlagert werden. Das bedeutet, dass energieintensive Tätigkeiten kostengünstiger ausgeführt werden können, wenn sie in die günstigeren Nebenlastzeiten gelegt werden.
Welche Vorteile bieten KI-gestützte Haushaltsenergiesysteme?
Intelligente Energiesysteme nutzen KI-Technologie, um ein systemweites Gleichgewicht beim Energieverbrauch herzustellen. Dadurch wird der Energieverbrauch anhand früherer Verbrauchsmuster des Systems optimiert – unter Einbeziehung von Wettervorhersagen, Änderungen der Energiepreise und haushaltsbezogenen Aktivitäten.