Die Rentabilität einer eigenen Photovoltaikanlage hängt für Haushalte und Unternehmen immer stärker von der Eigenverbrauchsquote ab. Für Anlagenbetreiber bedeutet dies in der Praxis: Je höher der Anteil des eigenständig produzierten Stromes, desto höher das Plus in der Haushaltskasse. Möglichkeiten, den stark schwankenden Stromertrag vom eigenen Dach gleich vor Ort zu verwenden, gibt es viele: Besonders hohe Potenziale werden erzielt, wenn zu Peakzeiten der Sonnenstromproduktion die Wärmepumpe den Pufferspeicher füllt, die Klimaanlage hochfährt, die elektrische Zusatzheizung an der Gastherme das Brauchwasser erwärmt oder gar das Elektroauto in der Garage seine Batterien lädt.

All diese Möglichkeiten für den Eigenstromeinsatz zu nutzen, ist allerdings vielfach (noch) nicht auf Knopfdruck umsetzbar. Denn Voraussetzung dafür ist ein intelligentes Energiemanagement. Geräte und Systeme ganz unterschiedlicher Hersteller und Produktklassen müssen reibungslos miteinander kommunizieren und zusammenarbeiten können.

Energiemanagement per App

Künftig wird es einen besonders einfachen Weg geben, mit dem Gerätehersteller und Systemanbieter die notwendige Interoperabilität ihrer Produkte und Softwarelösungen garantieren können: Das mit Unterstützung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie entwickelte Middleware-Framework »OGEMA 2.0« bietet Softwaremodule zur Integration von Energiemanagementfunktionen. Sie lassen sich - ähnlich wie Apps auf einem Smartphone - schnell und leicht auf einem eingebetteten System, zum Beispiel einem Energiemanagement- oder Home-Gateway einspielen und installieren. »Vom Wechselrichter an der Photovoltaikanlage über Hauselektrik und Heizungssystem bis zur Ladestation des Elektrofahrzeugs ermöglicht das Open Source Software-Framework Aufbau und Betrieb von Energiemanagementsystemen für die unterschiedlichsten Nutzungsszenarien«, so Peter Heusinger vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS. Am Projekt »OGEMA 2.0« beteiligen sich neben dem Fraunhofer IIS auch die Fraunhofer-Institute für Solare Energiesysteme ISE und für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES sowie Partner aus der Industrie.

Energiemanagementsystem für das Energiehaus von morgen: OGEMA 2.0 Bild: Fraunhofer IIS

Smarte Energie in Haus und Netz

Das auf einer Java-Plattform und standardisierten Datenmodellen basierende Software-Framework erleichtert das Energiemanagement einzelner Haushalte und Gebäude. Innerhalb des lokalen Energiekreislaufs der Haushalte stellt »OGEMA 2.0« über App-Module die Schnittstellen zur Einbindung der Einzelkomponenten her und bietet die erforderlichen Managementfunktionen für die intelligente Steuerung des Energieeinsatzes. Auch auf globaler Ebene unterstützt das System die Verteilung und Steuerung der Energieflüsse an den Schnittstellen zwischen Erzeugung, Speicherung und Verbrauch. Die Plattform fungiert als Gateway nach außen und übernimmt dabei die Kommunikation mit anderen Teilnehmern des Smart Grids.

Energiemanagement sicher im Griff

Die modulare Architektur des Software-Frameworks berücksichtigt nicht nur die besonders flexible und einfache Einrichtung eines Energiemanagementsystems. »Von der Grundkonzeption bis zur Programmierung der einzelnen App-Module standen insbesondere auch Sicherheitsaspekte im Mittelpunkt«, erklärt Heusinger. Die Forscher am Fraunhofer IIS entwickelten für »OGEMA 2.0« ein dreistufiges Sicherheitskonzept. Für das Gateway zwischen der Kommunikation eines lokalen Energiemanagementsystems nach außen zu Komponenten des Stromnetzes etwa gilt die höchste Sicherheitsstufe. (stw)