Zendure: PV, Speicher, Wärmepumpe und E-Auto – wann wird ein HEMS sinnvoll?

(Auszug aus der Pressemitteilung)

Der Wärmepumpenmarkt in Deutschland gewinnt deutlich an Dynamik: Im ersten Halbjahr 2026 wurden laut Absatzstatistik von BWP und BDH 195.000 Wärmepumpen abgesetzt – ein Plus von 40 Prozent gegenüber dem Vorjahreszeitraum [1]. Gleichzeitig zeigt sich, dass PV-Anlagen in vielen Eigenheimen längst nicht mehr allein stehen: Laut einer repräsentativen Statista-Umfrage im Auftrag von E.ON besitzen unter den Hauseigentümer:innen mit eigener PV-Anlage 63 Prozent auch einen Batteriespeicher, 42 Prozent eine Wärmepumpe und 34 Prozent ein E-Auto [2].

Damit wächst auch der Koordinationsbedarf im Haushalt. Denn Solarstrom, Speicher, Wärmepumpe und E-Auto arbeiten nicht automatisch optimal zusammen. Ab wann reicht die Steuerung einzelner Geräte nicht mehr aus – und wann wird eine zentrale, intelligente Koordination sinnvoll?

Solange nur wenige Komponenten und flexible Verbraucher zusammenspielen, bleibt der Koordinationsaufwand überschaubar. Kommen jedoch mehrere große, flexible Verbraucher hinzu, wird die Abstimmung anspruchsvoller: Der Solarstrom reicht zu einem bestimmten Zeitpunkt möglicherweise entweder für die Wärmepumpe, das Laden des E-Autos oder den Batteriespeicher – aber nicht für alles gleichzeitig. Zusätzlich verändern sich Solarproduktion, Strombedarf und Strompreise im Tagesverlauf. Je mehr dieser Faktoren zusammenkommen, desto schwieriger wird es, die einzelnen Geräte mit festen Zeitplänen oder Prioritäten sinnvoll aufeinander abzustimmen.

Ein Home Energy Management System, kurz HEMS, wird deshalb vor allem dann interessant, wenn aus der Frage „Wie viel Strom produziere ich?“ zunehmend die Frage „Wie verteile ich ihn am sinnvollsten?“ wird.

Die folgenden fünf Situationen zeigen, in welchen Fällen ein HEMS im eigenen Haushalt einen echten Mehrwert bieten kann:

1. Mehrere große Verbraucher konkurrieren um begrenzten Solarstrom:

Wie schnell daraus ein Verteilungsproblem entstehen kann, zeigt ein beispielhaftes Szenario: Liefert eine 8-kWp-PV-Anlage an einem teilweise bewölkten Nachmittag gerade 2,4 kW und entfallen rund 400 Watt auf die Grundlast im Haushalt, bleiben etwa 2 kW Solarüberschuss. In diesem Beispiel benötigt die Wärmepumpe für einen Warmwasserzyklus rund 2 kW, während eine einphasig ladende Wallbox mindestens rund 1,4 kW benötigt und auch der Batteriespeicher den überschüssigen Strom aufnehmen könnte. Für jeden Verbraucher einzeln reicht die Leistung – für mehrere gleichzeitig nicht [3].

Hinzu kommt, dass sich die Verbraucher unterschiedlich flexibel steuern lassen. Während ein Batteriespeicher kurzfristig auf verfügbaren Solarüberschuss reagieren kann, spielt beim E-Auto beispielsweise eine Rolle, wann es wieder benötigt wird. Bei der Wärmepumpe hängt der zeitliche Spielraum unter anderem davon ab, wie viel Wärme gerade benötigt wird und ob sich Wärme etwa im Warmwasser- oder Pufferspeicher zwischenspeichern lässt. Ein HEMS kann diese unterschiedlichen Anforderungen mit der verfügbaren PV-Erzeugung zusammenführen und – sofern die Geräte entsprechend integriert und steuerbar sind – Betriebs- und Ladezeiten, Prioritäten sowie, je nach Gerät, die Leistungsaufnahme automatisiert aufeinander abstimmen. So müssen Nutzer:innen die Energieflüsse nicht permanent selbst koordinieren.

2. Feste Regeln stoßen bei schwankender Erzeugung an ihre Grenzen:

Regeln wie „Batterie zuerst laden“ oder „E-Auto ab 12 Uhr laden“ können bei gleichbleibenden Bedingungen gut funktionieren, reagieren aber nur begrenzt auf Veränderungen. Ziehen Wolken auf, kann der verfügbare Solarüberschuss kurzfristig sinken. Wird dagegen für später am Tag eine hohe PV-Erzeugung erwartet, kann es sinnvoll sein, den Batteriespeicher nicht bereits am Vormittag vollständig zu laden, sondern Kapazität für spätere Solarüberschüsse freizuhalten.

Auch die technischen Eigenschaften der Geräte spielen dabei eine Rolle: Wärmepumpen haben je nach Anlage Mindestlaufzeiten und sollten nicht ständig ein- und ausgeschaltet werden. Wallboxen benötigen wiederum eine bestimmte Mindestleistung, damit der Ladevorgang stattfinden kann. Ein intelligentes HEMS kann deshalb Prognosen für PV-Erzeugung und Verbrauch berücksichtigen und Lade- oder Betriebsstrategien an die tatsächlichen und erwarteten Bedingungen anpassen.

3. Mehrere Ziele müssen gleichzeitig gegeneinander abgewogen werden:

Ein möglichst hoher Eigenverbrauch ist nicht in jeder Situation automatisch die kostengünstigste oder praktischste Lösung. Je nach Haushalt und Verbrauchsprofil kann es beispielsweise sinnvoll sein, gespeicherte Energie für die Abendstunden vorzuhalten, das E-Auto während eines günstigen Strompreisfensters zu laden oder – sofern die Wärmepumpe entsprechende Flexibilität bietet – die Wärmeerzeugung in eine Phase mit hoher PV-Produktion zu verschieben. Ein HEMS kann unterschiedliche Ziele wie Eigenverbrauch, Stromkosten, Komfort und die rechtzeitige Verfügbarkeit von Energie gemeinsam berücksichtigen und die Steuerung entsprechend priorisieren, statt jedes Gerät isoliert zu optimieren.

4. Geräte, Daten und Smart-Home-Systeme sollen in einer gemeinsamen Steuerung zusammenlaufen:

In vielen Haushalten werden Batteriespeicher, Wallbox und Wärmepumpe über unterschiedliche Apps, Plattformen oder Zeitpläne gesteuert. Für eine übergreifende Optimierung müssen jedoch Informationen wie aktuelle PV-Erzeugung, Verbrauch, Batteriestand und der Status flexibler Verbraucher zusammengeführt werden. Voraussetzung dafür sind verlässliche Messdaten und kompatible Schnittstellen.

Damit ein HEMS Energieflüsse im Haushalt bedarfsgerecht steuern kann, muss es beispielsweise erfassen, wie viel Strom aktuell erzeugt, verbraucht, gespeichert oder aus dem Netz bezogen wird. Welche Steuerungsfunktionen bei einem eingebundenen Fremdgerät tatsächlich genutzt werden können, hängt unter anderem von der verfügbaren Schnittstelle und deren Funktionsumfang ab. Zendure ermöglicht die Einbindung kompatibler Fremdgeräte unter anderem über MQTT sowie über Plattformen wie Home Assistant oder Homey. So können unterschiedliche Komponenten und bestehende Smart-Home-Systeme in die zentrale Energiesteuerung eingebunden werden.

5. § 14a EnWG macht die Koordination mehrerer steuerbarer Geräte zusätzlich relevant:

Seit Anfang 2024 gelten für neu in Betrieb genommene steuerbare Verbrauchseinrichtungen mit mehr als 4,2 kW Netzanschlussleistung besondere Regeln. Dazu können beispielsweise Wärmepumpen, private Wallboxen oder Stromspeicher hinsichtlich ihrer Stromentnahme aus dem Netz gehören. Droht eine Überlastung des lokalen Stromnetzes, darf der Netzbetreiber ihren Strombezug aus dem öffentlichen Netz vorübergehend reduzieren [4].

Gerade bei mehreren Geräten ermöglicht ein HEMS eine flexiblere Verteilung der verfügbaren Netzleistung: Ist eine Steuerung über ein Energiemanagementsystem eingerichtet, gibt der Netzbetreiber im Steuerungsfall eine gemeinsame Obergrenze für den Netzbezug der angeschlossenen steuerbaren Verbraucher vor. Innerhalb dieses Rahmens kann das HEMS die verfügbare Leistung bedarfsgerecht auf die einzelnen Geräte verteilen – etwa das Laden des E-Autos stärker reduzieren, während der Wärmepumpe ein größerer Anteil zur Verfügung steht. Gleichzeitig erzeugter Solarstrom oder Energie aus dem Batteriespeicher kann zusätzlich genutzt werden.

Zendure HEMS 2.0: Energieflüsse im Haushalt zentral koordinieren

Für die übergreifende Koordination von Erzeugung, Speicherung und Verbrauch führt Zendures HEMS 2.0 [5] Daten zu PV-Erzeugung, Haushaltsverbrauch, Ladezustand des Batteriespeichers und eingebundenen flexiblen Verbrauchern zentral zusammen. Bei der Steuerung können zudem Faktoren wie Wetterprognosen und Strompreise berücksichtigt werden.

Je nach gewünschtem Automatisierungsgrad stehen dabei unterschiedliche Betriebsmodi zur Verfügung: Im ZENKI-Modus übernimmt das System die Optimierung weitgehend automatisch und berücksichtigt unter anderem dynamische Strompreise, Wetterprognosen und Verbrauchsdaten. Der Auto-Modus passt die Energieflüsse anhand aktueller Systembedingungen automatisch an, während der Expert-Modus Nutzer:innen die Möglichkeit gibt, Zeitpläne und die Energieverteilung individuell festzulegen. So können Haushalte selbst entscheiden, wie viel Steuerung sie abgeben möchten – von individuell konfigurierten Abläufen bis hin zur weitgehend automatisierten Optimierung.

Mit Agentic HEMS gibt Zendure zudem einen Ausblick auf die nächste Entwicklungsstufe des Energiemanagements. Während HEMS 2.0 Energieflüsse bereits auf Basis von Messdaten, Prognosen und gewählten Betriebsmodi automatisieren kann, soll Agentic HEMS künftig noch stärker proaktiv und situationsabhängig agieren. Ziel ist es, unterschiedliche Signale wie erwartete PV-Erzeugung, Strompreise, Batteriestand und den voraussichtlichen Energiebedarf verschiedener Verbraucher kontinuierlich gegeneinander abzuwägen, vorauszuplanen und daraus zunehmend eigenständig Steuerungsentscheidungen abzuleiten. So könnte sich Energiemanagement schrittweise von regelbasierter Automatisierung hin zu einer zunehmend autonomen Koordination des gesamten Energiesystems im Haushalt entwickeln.

Quellen
[1] www.waermepumpe.de/presse/news/details/waermepumpen-absatz-waechst-im-ersten-halbjahr-auf-195000-anlagen/
[2] www.pv-magazine.de/unternehmensmeldungen/e-on-umfrage-dreiviertel-der-hauseigentuemer-setzen-auf-solaranlagen-auch-e%E2%80%91autos-und-waermepumpen-legen-weiter-zu/
[3] www.zendure.de/blogs/news/sektorenkopplung-im-eigenheim
[4] www.bundesnetzagentur.de/DE/Vportal/Energie/SteuerbareVBE/artikel.html
[5] www.zendure.de/pages/hems