Die Anzahl elektrischer Geräte in Haushalten wächst. Wärmepumpe, Photovoltaik-Anlage und E-Auto sollen dabei helfen, unseren CO2-Ausstoss zu reduzieren. Dadurch steigt der Strombedarf. Ein Problem dabei: Erneuerbare Energie wie Solarstrom sind nicht immer gleichmässig im Netz vorhanden. Um alle Geräte möglichst effizient und flexibel zu betreiben, müssen sie miteinander – und mit dem Stromnetz – kommunizieren. Dazu braucht es Daten und Datenaustausch. Doch oft erheben und bewirtschaften die Hersteller der Elektroinstallationen ihre Daten nur für sich. Ein Projekt der HSLU erleichtert nun diesen Datenaustausch und macht so jedes Haus zum potenziellen Smart Home.
Strom sparen mit Smart Homes
Energiemanagementsysteme – auch bekannt als Smart Home – ermöglichen die Abstimmung elektrischer Produzenten (z.B. PV-Anlage), Verbraucher (z.B. Wärmepumpe) und Speicher (z.B. Elektroauto). Aber Energiemanagementsysteme sind heute nur mit teuren Installationen vor Ort möglich. Dabei können allein durch die Sensibilisierung der Menschen über ihre Messdaten bis zu neun Prozent Stromeinsparungen erreicht werden. Das zeigen verschiedene Untersuchungen in der Schweiz. Das Prinzip: Wer seine Stromdaten kennt, kann sein Verhalten ändern. Noch weitergedacht, heisst das: Wer alle Stromdaten kennt, kann das komplette Energiesystem optimieren.
Datenräume für die Energiewende
Genau hier setzt die Arbeit der HSLU an. Sogenannte Datenräume ermöglichen den Austausch digitaler Messungen über System- und Plattformgrenzen hinweg. «Ein Datenraum orchestriert den Zugriff auf die Daten der einzelnen Haushalte. Zusammengeführt sind die Daten sehr wertvoll», sagt Christoph Imboden, Forschungsleiter am Institut für Innovation und Technologiemanagement IIT der HSLU. Er und sein Team arbeiten unter Einbezug der Privatwirtschaft und mit Unterstützung des Bundesamts für Energie BFE über das Programm EnergieSchweiz an der Digitalisierung und dem Aufbau von Datenräumen im Energiesektor in der Schweiz.
«Die Nutzbarkeit von vielen verschiedenen Messpunkten führt zu mehr Energieeffizienz, Flexibilität und überhaupt zu einer viel besseren Ausnutzung der Energie-Infrastruktur», sagt Christoph Imboden. Voraussetzung dafür ist, dass die Eigentümerinnen und Eigentümer der Daten damit einverstanden sind. «Vertrauenswürdige Datenräume zeichnen sich dadurch aus, dass Nutzerinnen und Nutzer ihre Daten nach eigenem Willen und mit der nötigen Kontrolle zur Verfügung stellen können», sagt Christoph Imboden. «Es funktioniert wie beim E-Banking, wo die Menschen bestimmen, wer ihnen eine digitale Rechnung schicken darf und wer nicht. Mit Datenräumen kann man regeln, wer den eigenen Stromverbrauch optimieren darf und wie.» Ihm und seinem Team ist es gelungen, einen Datenraum im Energiesektor aufzubauen, der alle Datenschutzanforderungen erfüllt.
Technologie mit vielen Vorteilen
Der von der HSLU entwickelte Ansatz bietet die Infrastruktur, welche Akteuren einen gleichberechtigten Datenzugang auf der Grundlage eines gemeinsamen Kodex mit Vereinbarungen, Regeln und Normen ermöglicht. Die Daten müssen dabei nicht zentral gespeichert werden. Auch die Installation zusätzlicher Hardware entfällt. «Das führt zu grossen Kosteneinsparungen, einer Marktdynamisierung und auch zu einer Reduktion der Datenmenge, die transferiert und gespeichert werden muss», so Christoph Imboden.
Grosses Potenzial
Die Technologie muss aber noch weiterentwickelt und an die Bedürfnisse der Schweizer Akteure angepasst werden. Das Potenzial ist jedoch riesig: Würde man 80 Prozent aller Schweizer Haushalte mit Datenräumen zu Smart Homes aufrüsten, könnten jährlich 5,32 TWh Strom eingespart werden. Das ist in etwa so viel Elektrizität wie unsere Bahnen, Trams, Trolleybusse und E-Autos in der Schweiz in einem Jahr verbrauchen.
Das Projekt SINA
Der Ansatz der Smart INteroperability Architecture (SINA) ist eine wegweisende, digitale Lösung für den schnellen, kostengünstigen und sicheren Datenaustausch im Gebäude-Ökosystem. SINA bietet einen strukturierten technischen und organisatorischen Rahmen für den Zugang, die Verarbeitung und die anschliessende Nutzung von dezentral gehaltenen Daten über die Grenzen der regulierten Sektoren hinweg in die Privatwirtschaft. Die Arbeiten der Hochschule Luzern in Kooperation mit dem Neuenburger Technologie-Innovationszentrums CSEM sowie private Firmen aus dem Energiesektor wurde durch das Bundesamt für Energie BFE über das Programm EnergieSchweiz unterstützt.
