Innovationen für den smarten Haushalt der Zukunft

BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH

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Themenschwerpunkt Smart Home bei CleanThinking.deCleanTech & Gebäude News. Mit zukunftsorientierten Forschungsinitiativen verfolgt die BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH zwei wichtige Ziele: den Haushalt von Morgen noch energieeffizienter zu gestalten und zugleich dem Verbraucher maximalen Komfort bereitzustellen. Hier spielt Home Connect, das heißt die Integration und Steuerung kommunikationsfähiger Hausgeräte in intelligenten Netzen, eine wichtige Rolle.

„Wir bereiten unser supereffizientes Hausgeräte-Portfolio bereits intensiv auf die Anforderungen zur Einbindung in ein Smart Grid vor“, erklärt Dr. Claudia Häpp, Projektleiterin Smart Grid / Home Connect bei der BSH. Zugleich schätzt die Expertin die aktuelle Situation realistisch ein: „Wir reden hier über Zukunftsszenarien und nicht über einen heute tatsächlich schon bestehenden Verbrauchernutzen. Zunächst muss eine technische Infrastruktur in den Haushalten bereitstehen, die Verbrauchern eine integrierte Steuerung ihrer Hausgeräte erlaubt. Die Energieversorger müssen neue Geschäftsmodelle als Antwort auf die Energiewende finden. Und branchenintern sind noch notwendige Standardisierungen wie beispielsweise in der Datenübertragung vorzunehmen, damit den Verbrauchern alle Nutzungsoptionen smarter Hausgeräte zur Verfügung stehen“, erläutert Dr. Häpp.

Die BSH gestaltet als größter Hausgerätehersteller in Europa und einer der weltweit führenden Branchenunternehmen die Entwicklung dieser notwendigen Infrastruktur aktiv mit. Dazu zählt beispielsweise das Engagement in Kooperationen mit Energieversorgern wie E.ON und EnBW aber auch der Einsatz für die notwendigen Standardisierungen auf deutscher, europäischer und internationaler Ebene.

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In verschiedenen Feldstudien und Usability Tests beschäftigt sich die BSH intensiv mit den Kundenerwartungen an intelligente Technologien. Denn für das BSH-Innovationsmanagement haben die Bedürfnisse der Kunden hinsichtlich Leistung, Bedienkomfort und Energieeffizienz bei Hausgeräten oberste Priorität. Mit kontinuierlichen Produktinnovationen konnte die BSH in den vergangenen Jahren immense Effizienzsprünge realisieren. Ein wichtiger Beitrag zur Ressourcenschonung und Kostenreduzierung angesichts der Tatsache, dass derzeit weniger als ein Prozent aller Neubauten in Deutschland als wirkliche Smart Homes bezeichnet werden können, wie das Berliner Institut für Innovation und Technik in einer Studie für das Bundeswirtschaftsministerium feststellt. Fazit: Die intelligente, flexible Nutzung von variabel erzeugter Energie in einem Smart Grid parallel zu einem flächendeckenden Einsatz maximal ressourcenschonender Geräte – so könnte der Energiehaushalt der Zukunft nach Ansicht der BSH-Innovationsmanager aussehen.

Energieeffizienz sichert heute schon Kostenvorteile und Ressourcenschonung

Ein wirklicher Verbrauchernutzen wird sich erst einstellen, wenn entsprechend flexible Stromtarife angeboten werden und eine technische Infrastruktur in den Haushalten bereitsteht, die eine integrierte Steuerung der Hausgeräte erlaubt. Dann können Kosten zusätzlich durch eine optimale Tarifnutzung reduziert werden. Aber auch schon heute können Haushalte, denen variable Stromtarife von ihrem Versorger zur Verfügung gestellt werden, mit der Startzeit-Vorwahl an ihren Hausgeräten deutliche Kosteneinsparungen erzielen. Rund 60 % aller Waschmaschinen, 40 % der Trockner und bereits 90% aller Geschirrspüler der Marken Bosch und Siemens sind heute schon mit dieser „Optimized Start“-Funktion ausgestattet. So kann ein Haushalt, der komplett mit modernen energieeffizienten Geräten ausgestattet ist, jedes Jahr durchschnittlich rund 300 Euro Stromkosten sparen.

(1) Verbraucherakzeptanz und Preissensibilität – eine Studie der BSH und der E.ON Metering GmbH

Während ein Haushalt sich bislang über die manuelle Erfassung des Energieverbrauches Klarheit über den eigenen Verbrauch und die individuellen Stromkosten geschaffen hat, werden zukünftig Smart Meter als neue Zählergeneration eine stärker kundenorientierte Transparenz bereitstellen. Es handelt sich hier aber nicht nur um ein Technologiethema: eine ebenso wichtige Voraussetzung ist, dass sich die Verbraucher aktiv mit ihren individuellen Tarifen auseinandersetzen und sowohl bewusst als auch preissensibel alternative Energiequellen und die neue Informationstransparenz nutzen. Die BSH-Innovationsmanager haben sich daher auch intensiv mit dem Verhalten und den Erwartungen der Verbraucher auseinandergesetzt. Mit der E.ON Metering GmbH, dem Kompetenzzentrum innerhalb des E.ON Konzerns im Bereich Smart Metering, hat die BSH im vergangenen Jahr eine Studie zu den Themen Smart Home und dynamische Stromtarife durchgeführt. Darin ging es um die Frage, ob Verbraucher für die Chancen der Smart Grid-Technologie sensibilisiert und dadurch motiviert werden können, ihr eigenes Verhalten im Haushalt zu verändern.

Entscheidend für den Verbraucher ist die Verfügbarkeit von variablen Strompreisen. Sie bilden die Schwankungen in der Angebotsmenge der Anbieter ab und liefern auf diese Weise den grundlegenden Anreiz für entsprechende Anpassungen seitens der Verbraucher. Der Stromverbrauch reduziert sich in den Zeiträumen eines teuren Strompreises und steigt, wenn dieser günstig ist. Auf diese Weise soll der Strom im Netz dann verbraucht werden, wenn er ausreichend vorhanden ist. Diese Preisunterschiede bilden daher das Kernkriterium, nach dem smarte Hausgeräte künftig ihre Inbetriebnahme selbstständig steuern werden.

Die Verbraucherstudie belegt deutlich: Bei variablen Preisunterschieden von bis zu 45 Cent sind im Durchschnitt Einsparungen bei der Stromrechnung von bis zu 25 Prozent pro Gerät im Monat möglich. Bundesweit wurde in 115 Haushalten erfasst, ob Verbraucher bereit sind, den Betrieb ihrer Geräte flexiblen Tarifen anzupassen. In einer ersten Phase wurde über einen Zeitraum von vier Wochen das „normale“ Verhalten der Studienteilnehmer dokumentiert – das heißt ohne variable Stromtarife. Der eigentliche Feldversuch mit einem dynamischen Tarif erfolgte anschließend in einer zweiten Phase. Alle Haushalte wurden hierfür mit einem Apple iPod Touch ausgestattet, der über einen Zeitraum von rund sieben Wochen den aktuellen Stromtarif, eine Preis-Voraussage für die nächsten zwölf Stunden und eine Drei-Tages-Preisprognose anzeigte.

Die Auswertungen der Studie zeigen: Die Kunden sind bereit, ihr Verhalten dynamischen Stromtarifen anzupassen: 50 Prozent aller Vorgänge wurden während der zweiten Phase verschoben. In Preisen ausgedrückt heißt das: Ab 30 Cent/kWh wurde im Normalfall auf die Nutzung verzichtet. Lag die mögliche Ersparnis bei einer Preisdifferenz von 15 Cent/kWh oder mehr, wurde der Wasch- oder Spülvorgang nahezu immer verschoben. Im Vergleich zur Nutzung eines Standardtarifs ist eine Kosteneinsparung von 25 Prozent möglich.

Die Studie zeigt aber auch: Viele Verbraucher sind zwar stark am Thema Energiekosten interessiert, besitzen aber keine Detailkenntnisse über ihre Stromtarife, insbesondere hinsichtlich Preis pro kWh und Geräteverbrauch. Dementsprechend werden die Einsparbeträge einer flexiblen Stromnutzung von den Verbrauchern deutlich überschätzt. Eine anschließende Befragung machte deutlich, dass einem Betrag von vier Euro monatlich, die Bereitschaft zur Nutzung flexibler Stromtarife stark ansteigt.

Dagegen reduziert die Nutzung supereffizienter Hausgeräte den Ressourcenverbrauch heute schon täglich und auch variable Stromtarife können bereits genutzt werden. In der Gerätefunktion „Startzeitvorwahl“ stellt der Verbraucher vorab die Startzeit des Programms ein, um so beispielsweise günstigeren Nachtstrom nutzen zu können.

(2) Intelligenter Geschirrspüler nutzt flexible Strompreise – Bosch im Smart Grid–Feldversuch mit Energieversorger EnBW

Mit dem Betrieb von smarter Technologie im Alltagsleben setzt sich auch ein Feldversuch auseinander, den die Marke Bosch mit dem Stromversorger EnBW in Baden-Württemberg durchführt. Dazu wurde von den BSH-Innovationsingenieuren der Prototyp eines hochmodernen, mit Smart Grid-Technologie ausgestatteten Geschirrspülers entwickelt. Er ist mit einer WLAN-Schnittstelle ausgerüstet und kann auf diese Weise mit dem intelligenten Stromnetz und Stromzähler Daten austauschen. Informationen über günstige Stromtarife oder Strom aus Eigenerzeugung wie Photovoltaik können so direkt eingespeist werden. Mit der Gerätefunktion „Optimized Start“ stellt der Verbraucher vorab die Startzeit des Programms ein, um so beispielsweise günstigeren Nachtstrom nutzen zu können. In Abhängigkeit von Energie-Verfügbarkeits-Prognosen und Preissignalen erfolgt die Auswahl des idealen Startzeitpunkts so, dass dieser vor dem vom Nutzer eingegebenen spätesten Startzeitpunkt liegt oder ihm genau entspricht. Es bleibt dem Kunden überlassen, ob er diese Funktion nutzen möchte oder nicht. Die Forscher interessiert bei dieser Studie neben den Kundenerfahrungen im täglichen Einsatz der Smart Grid-Technologie die Weiterentwicklung von technischen Details und der Funktionalität.
Auch hier ist wieder ein intelligentes Stromnetz die Grundbedingung, das mit dynamischen Preissignalen arbeitet und eine Interaktion zwischen Endgeräten und Energieversorgung zulässt.

(3) Haushaltsführung per Fingertipp – Mit dem Siemens Home Connect User Interface alles im Blick

Den Geschirrspüler einschalten, Energieverbrauch und Programmstatus prüfen, Rezepte aus dem Internet herunterladen, Bilder aus dem Kühlschrankinneren abrufen und Nachrichten wie „die Wäsche ist fertig“ empfangen – das alles ist mit dem Home Connect-User Interface von Siemens per Fingertipp möglich. Die Geräte melden eigenständig Servicebedarf an und bieten Filme mit Bedienungshilfen. In der vernetzten Küchenzeile können Geräte über ein iPad gesteuert werden. Das Home Connect-User Interface ist klar und verständlich aufgebaut und zeichnet sich durch sinnvolle Funktionen mit hohem Nutzwert aus. Tablet PC und Smartphone werden künftig den Lebens- und Kommunikationsstil der Verbraucher prägen. Die Ideen der BSH-Innovationsmanager zeigen hier schon Lösungsansätze, die intuitiven und smarten Bedienkomfort verwirklichen.

(4) Windkraft für die Frische im Haushalt: BSH-Kooperation im Forschungsprojekt zu intelligenten Kühlgeräten

Ein Kühlschrank, der mitdenkt, klingt nach Science Fiction? Muss aber nicht sein. Das beweisen die BSH-Innovationsingenieure deutschlandweit in einem einmaligen Praxistest mit dem norddeutschen Energiedienstleister EWE. In einem gemeinsamen Projekt testen sie in 500 deutschen Haushalten die Anbindung von intelligenten Kühlgeräten an das Smart Grid-Netz.

Wenn der Wind weht und sich die Windräder drehen, fließt Strom ins Netz. Bei Flaute erzeugen die Windräder keinen Strom, egal, wie groß die Nachfrage der Verbraucher gerade ist. Praktisch wäre es, wenn beispielsweise Kühlgeräte vor allem dann Strom verbrauchen und in Form von Kälteenergie speichern, wenn Energie im Überfluss zur Verfügung steht. – Und entsprechend weniger stark kühlen, natürlich ohne die Lebensmittelsicherheit zu gefährden, wenn Flaute im Stromnetz herrscht.

Ziel des wegweisenden Projekts ist es, das Lastverschiebepotenzial intelligenter Kühlgeräte im realen Umfeld zu untersuchen. Außerdem wollen die beteiligten Unternehmen einen innovativen Weg aufzeigen, wie mit intelligenter Technologie Klimaziele erreicht werden können.

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Die Testhaushalte werden in eine Infrastruktur eingebunden, mit der die Kältegeräte gezielt gesteuert werden können. Über DSL sind die Geräte mit dem Energieversorger verbunden. Von dort erhalten sie die notwendigen Tarifinformationen, um das aktuelle Stromangebot optimal zu nutzen.

Damit diese Zukunftsszenarien Realität werden, müssen noch einige Aufgaben erledigt werden. Die Verbraucher müssen zu einer Flexibilisierung bereit sein und grundsätzlich in vernetzbare Geräte investieren. Doch bei alledem wird Smart Grid die Bedeutung der Energieeffizienz von Hausgeräten nicht verdrängen können.

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