HEMS & EMS erklärt: Intelligentes PV-Energiemanagement
Stellen Sie sich vor, jede Kilowattstunde Ihres gewonnenen Solarstroms weiß, wann sie am wertvollsten ist: Ob sie direkt verbraucht, für später gespeichert, in die Wallbox geleitet oder zur Wärmeerzeugung genutzt wird. Genau das ist die Aufgabe eines Home Energy Management Systems (HEMS) oder auch übergeordnet Energiemanagementsystems (EMS). Es ist quasi das Gehirn Ihres PV-Systems um PV-Überschuss möglichst sinnvoll zu nutzen.
In diesem Beitrag erfahren Sie, was ein HEMS leisten kann, warum es für die Lastverschiebung und die Nutzung dynamischer Stromtarife sehr nützlich ist – und warum die sonnenBatterie diese Technologie bereits serienmäßig an Bord hat.
Was ist ein Home Energy Management System (HEMS)?
Ein Home Energy Management System (HEMS) sorgt dafür, dass eine Kilowattstunde Solarstrom möglichst optimal genutzt wird – sei es durch Eigenverbrauch, gezielte Speicherung oder intelligente Weiterleitung an Verbraucher wie Wärmepumpe oder Elektroauto. Dabei erfasst und analysiert eine Home Energy Management System kontinuierlich alle relevanten Energieflüsse: Erzeugung, Verbrauch und Speicherstatus. Auf Basis von aktuellen Strompreissignalen und teils auch prognostizierten Wetterdaten zur PV-Strom-Produktion trifft es automatisierte Entscheidungen, wann und wie Energie fließen soll – mit dem Ziel, maximale Effizienz und Kostenvorteile zu erreichen.
Ein Home Energy Management System ist für Haushalte die Solarstrom erzeugen ein starker Vorteil, um den Eigenverbrauch zu optimieren und Stromkosten zu senken. Es kann als Schaltzentrale der hausinternen Energieflüsse bezeichnet werden. Ein HEMS vernetzt alle relevanten Energiequellen und -verbraucher wie PV-Anlage, Batteriespeicher, Wärmepumpe, Wallbox und Haushaltsgeräte über eine zentrale Software oder Hardware. Es erfasst kontinuierlich Erzeugungs-, Verbrauchs- und Speicherungsdaten und gleicht diese z.B. mit Wetterprognosen und Strompreisinfos ab, um Energieflüsse optimal zu steuern.
So wird beispielsweise überschüssiger PV-Strom automatisch oft in einen Batteriespeicher geladen, bevor er ins öffentliche Netz eingespeist wird, oder eine Wallbox nur dann aktiviert, wenn ausreichend Solarstrom verfügbar ist.
Wichtige Vorteile eines HEMS auf einen Blick:
• Eigenverbrauch steigern: Mehr selbst erzeugter Solarstrom wird genutzt.
• Kosten senken: Weniger Netzstrombezug, mehr Wirtschaftlichkeit.
• Komfort erhöhen: Automatisierte Steuerung möglichst ohne manuelles Eingreifen.
• Flexibilität sichern: Bereit für Smart-Home-Funktionen und dynamische Stromtarife.
Darüber hinaus bietet ein HEMS Transparenz und Kontrolle: Über eine App oder ein Online-Dashboard können Nutzer meist Einblick in Stromproduktion, Verbrauch und Speicherstand nehmen, Prioritäten (z. B. E-Auto, Warmwasser, Heizung) definieren und das System bei Bedarf manuell steuern.
Ein HEMS, wie das HEMS der sonnenBatterie z. B. kann aber auch mehr berücksichtigen: nicht nur Wetterprognosen für die PV-Erzeugung, sondern auch Verbrauchsprognosen (basierend auf Verbrauchsdaten der Vergangenheit), aktuelle und prognostizierte Strompreise sowie die Effizienz der Batterie. So wird die Beladung aus dem Netz bei der sonnenBatterie möglichst dann durchgeführt, wenn sie wirtschaftlich sinnvoll ist und einen echten Mehrwert bietet.
Was ist der Unterschied zwischen EMS und HEMS?
Der Unterschied zwischen EMS (Energiemanagementsystem) und HEMS (Home Energy Management System) besteht vor allem in der Anwendung. Während EMS vielseitig und auch für große Anwendungen konzipiert ist, liegt der Vorteil des HEMS in der gezielten Ausrichtung auf die Eigenverbrauchsoptimierung und Kostenersparnis im privaten Haushalt.
• Ein EMS (Energiemanagementsystem) wird vor allem in Industrie und Gewerbe eingesetzt. Es ist sozusagen die große Schwester des HEMS. Ein EMS kann den Energiebedarf für Räume, Anlagen und sogar für ganze Areale vorhersagen und steuern.
• Das HEMS (Home Energy Management System) legt den Fokus auf das Zuhause (=Home). Es steuert die Energieflüsse innerhalb eines Hauses, insbesondere im Zusammenspiel mit PV-Anlage, Batteriespeicher und sonstige Verbraucher (z.B. Wärmepumpe, Wallbox, Haushaltsgeräte).
Ein HEMS kann aber nicht nur den Energiefluss im eigenen Haushalt optimieren, sondern kann auch Teil eines virtuellen Kraftwerks (VPP) sein. Wie z. B. die sonnenBatterie. Dadurch wird die lokale Optimierung um eine netzdienliche Funktion erweitert – ein wichtiger Beitrag zur Stabilität des Stromnetzes und zur Energiewende.
Warum ein HEMS für Photovoltaik sinnvoll ist.
Die Nutzung von Photovoltaik bringt, neben günstigem Solarstrom für PV-Anlagenbesitzer, auch einige Herausforderungen und Hürden mit sich:
• PV-Überschuss nicht optimal genutzt: Eine normale PV-Anlage produziert vormittags/mittags am meisten Strom, wenn die Bewohner oft nicht zu Hause sind. Ohne Stromspeicher bleibt oft nichts anderes übrig, als den Überschuss ins Netz einzuspeisen. Mittlerweile jedoch zu einer immer weniger lukrativen Einspeisevergütung.
• Volatile Strompreise: Durch die Energiewende werden die Strompreise immer dynamischer. Diese Preisschwankungen besser auszuschöpfen, macht Sinn.
Ein HEMS / EMS ist die elegante Lösung für diese Punkte. Es nutzt PV-Überschuss sinnvoll und reduziert Netzstrombezug möglichst. Durch das prognosebasierte Laden, was z. B. die sonnenBatterie beherrscht und durch Lastverschiebung wird der Eigenverbrauch von Solarstrom optimiert und die Einspeisung clever gesteuert. Netzbezug lässt sich darüber hinaus in Verbindung mit einem Stromspeicher wie der sonnenBatterie und mit einem dynamischen Stromtarif wie dem Stromtarif EnergyDynamic von sonnen besonders intelligent steuern – zu Zeiten wenn Strom besonders günstig ist.
Lastverschiebung mit HEMS: Der Turbo für den Eigenverbrauch.
Das Konzept der Lastverschiebung ist einfach, aber genial: Große Stromverbraucher im Haus werden dann aktiviert, wenn die PV-Anlage kostenlosen PV-Überschussstrom liefert. So wird Energie genau dann genutzt, wenn sie am günstigsten zur Verfügung steht.
• Beispiel Wärmepumpe: Statt die Wärmepumpe nachts mit teurem Netzstrom laufen zu lassen, erhält das HEMS die Priorität, den Heizvorgang in die sonnenreiche Nachmittagszeit zu verschieben. Da der Heizeffekt der Wärmepumpe häufig träge bzw. zeitverzögert funktioniert, kann das Haus so kostengünstiger beheizt werden.
• Beispiel E-Auto: Die Ladung des E-Autos über die Wallbox wird automatisch gesteuert, um das Auto ganz gezielt mit dem PV-Überschuss zu laden. Erfahren Sie hier mehr zum Thema automatisierte Phasenumschaltung & PV-Überschussladung bei einer Wallbox.
Gut, zu wissen: Die sonnenBatterie hat bereits das HEMS integriert. Dadurch profitieren Sie von intelligentem Energiemanagement, ohne dass Sie ein zusätzliches HEMS anschaffen müssen. Über die sonnenApp können Sie dies einsehen und steuern.
Intelligenz serienmäßig: Die sonnenBatterie mit integriertem HEMS
Besitzer einer sonnenBatterie müssen sich nicht mit zusätzlichen HEMS-Boxen oder deren Einbindung ins PV-System herumschlagen. Die sonnenBatterie übernimmt die zentralen Funktionen eines HEMS – also die Steuerung und Optimierung der Energieflüsse in Ihrem Haushalt – direkt integriert. So ist ein intelligentes Energiemanagement von Anfang an serienmäßig an Bord.
Diese integrierte Intelligenz ermöglicht Funktionen, die über das reine Speichern von Strom hinausgehen. So wird die sonnenBatterie mit ihrem „smart energy system“ zu einem wertvollen Baustein der Energiewende.
Im Fokus: Prognosebasiertes Laden der sonnenBatterie
Viele herkömmliche Stromspeicher arbeiten stur nach dem Prinzip: Solarstrom vorhanden ist gleich Solarstrom sofort laden. Das intelligente Lademanagement der sonnenBatterie geht einen entscheidenden Schritt weiter: Es lädt nicht nur dann, wenn die Sonne scheint, sondern denkt voraus und mit.
Das Problem bei konventionellen Stromspeichern ohne HEMS: Die Batterie lädt meist sofort ohne Verzögerung bereits am Vormittag und ist in der Zeit des größten PV-Ertrags, nämlich mittags, wenn die Sonne am höchsten steht, bereits oft vollständig gefüllt. Der ab Mittags erzeugte Solarstrom ab Mittags kann in dem Fall dann nicht mehr gespeichert werden. Er muss ins Netz eingespeist werden. Das wird mit sinkender EEG-Vergütung stets weniger lukrativ. Außerdem betrifft viele neue PV-Anlagen, die keinen Smart Meter und keine Steuerbox mit bestandenem Fernsteuerungstest haben, eine Abregelung bei der Einspeisung - eine Begrenzung auf 60 % ihrer Einspeiseleistung . Auch das führt ohne intelligentes Energiemanagement zur geringeren finanziellen Potenzialausschöpfung des PV-Systems. Hier erfahren Sie mehr zur 60% Drosselung im Zusammenhang mit dem Solarspitzengesetz.
Intelligent: Das HEMS der sonnenBatterie nutzt präzise Daten, um Ihr Energiemanagement zu optimieren:
1. Wetterprognosen: Es berücksichtigt die vorhergesagten Wetterdaten des Tages.
2. Verbrauchsprognose auf Basis der Verbrauchshistorie: Es greift auf das individuelle Verbrauchsverhalten der letzten Wochen zurück. Die Verbrauchsprognose basiert auf der individuellen Verbrauchshistorie des Haushalts. So lernt das System kontinuierlich dazu und kann die Energieflüsse immer präziser steuern.
3. Anlagen-Checks: Es bezieht die Nennleistung und Ausrichtung der PV-Anlage ein.
Auf Basis dieser Aspekte sorgt das integrierte HEMS der sonnenBatterie gezielt dafür, dass die Speicherkapazität möglichst optimal ausgeschöpft wird. Die sonnenBatterie lädt am Vormittag in der Regel nur so weit, dass sie nicht komplett voll ist. Ihr Hauptziel: die Speicherung der Mittagsspitze und die Aufladung des Speichers bis zum Abend. Damit in den späten Abendstunden und in der Nacht das Haus mit selbst erzeugtem Strom versorgt werden kann. So gelingt es der sonnenBatterie, den Eigenverbrauch zu maximieren. Selbst produzierter Eigenstrom bleibt die günstigste Form der Energie.
Sie möchten wissen, wie das prognosebasierte Laden im Detail funktioniert? Lesen Sie unseren tiefergehenden Artikel dazu: Prognosebasiertes Laden: Die intelligente Stromspeicher-Steuerung.
Die sonnen App – volle Kontrolle über Ihr Energiesystem
Als Besitzer einer sonnebatterie haben Sie mit der sonnen App Ihre Energie jederzeit im Blick – einfach, mobil und intuitiv. Die App ist die Bedienoberfläche für Ihre sonnenbatterie und damit für Ihr HEMS. Die App zeigt Ihnen in Echtzeit, wie viel Solarstrom Ihre PV-Anlage produziert, wie viel davon aktuell verbraucht wird und wie viel Energie in Ihrer sonnenBatterie gespeichert ist. So behalten Sie die Kontrolle über Ihren Eigenverbrauch und Ihren Autarkiegrad – egal, ob Sie zu Hause oder unterwegs sind. Die sonnenApp ist nicht nur ein Monitoring-Tool, sondern die zentrale Schnittstelle für Ihr Energiemanagement.
Neben der Live-Ansicht bietet die App detaillierte Rückblicke auf vergangene Energieflüsse. Sie können Verbrauchsmuster analysieren und Ihre Einstellungen optimieren, um noch mehr Solarstrom selbst zu nutzen.
Im Zusammenspiel mit dem integrierten HEMS der sonnenBatterie übernimmt die App eine wichtige Rolle: Sie macht die komplexe Steuerung der Energieflüsse transparent und einfach bedienbar. So können Sie Prioritäten festlegen – etwa für E-Auto-Ladung – und Ihr Energiesystem bei Bedarf manuell steuern. Kurz gesagt: Die sonnen App ist Ihr Schlüssel zu mehr Komfort, Effizienz und Unabhängigkeit.
Preisoptimierung: Mit HEMS von dynamischen Tarifen profitieren
Der Energiemarkt wird flexibler – und mit ihm die Strompreise. Ein dynamischer Stromtarif spiegelt dabei die aktuellen, täglich mehrfach wechselnden Strompreise an der Strombörse wider: Wenn viel Wind- oder Sonnenstrom im Netz ist, sinken die Preise. Bei hoher Nachfrage steigen die Strompreise wieder. Wenn Sie mehr über dynamische Stromtarife erfahren möchten und wie Sie davon profitieren können, haben wir mehr Infos für Sie oben für Sie verlinkt.
Das integrierte HEMS der sonnenBatterie agiert, in Verbindung mit einem dynamischen Tarif wie dem Tarif EnergyDynamic, noch smarter und kosteneffizienter:
Niedrigpreis-Strategie (Netzbezug): Ohne Strom aus dem Stromnetz geht es auch mit einem PV-System nicht. Auch mit sehr hohem Autarkiegrad. Strom aus dem Netz gilt es daher möglichst günstig zu beziehen. Die sonnenBatterie analysiert die viertelstündlich wechselnden Strompreise der Strombörse und entscheidet bei Nutzung vom dynamischen Stromtarif EnergyDynamic automatisch, wann es am günstigsten ist, zusätzlichen Strom aus dem Netz zu beziehen. Ist der Preis zu einer bestimmten Tageszeit besonders niedrig, wird der Speicher gezielt mit günstigem Netzstrom geladen. Die Entscheidung für Netzbeladung oder Einspeisung erfolgt nicht nur nach Preis, sondern auch unter Berücksichtigung von Wetter-, Verbrauchs- und Preisprognosen sowie der Batterieeffizienz.
Die sonnenBatterie ist somit nicht nur ein simpler Speicher für den Eigenstrom, sondern ein aktiver Teil des Energiemarktes. Mit dem smartem Energiemanagement der sonnenBatterie profitieren Sie damit gleich mehrfach.
Vorteile der sonnenBatterie: HEMS Funktion ohne Zusatz-Hardware
Die Vorteile des integrierten Energiemanagements in der sonnenBatterie im Vergleich zu externen HEMS-Lösungen, für welche zusätzliche Hardware gekauft werden muss, zeigen sich in unserer Tabelle.
HEMS & Sektorenkopplung: Die Zukunft schon heute bei sonnen
Ein modernes Photovoltaik-Energiemanagement kann die Grenzen des reinen Strommanagements überschreiten. Der nächste logische Schritt ist die Sektorenkopplung: die intelligente Verknüpfung von Strom, Wärme und E-Mobilität.
Intelligentes Heizen mit Eigenverbrauch+ von sonnen
Die sonnenBatterie steuert die Heizprozesse so, dass die Wärmepumpe primär dann läuft, wenn die PV-Anlage gerade Überschussstrom produziert. Möglich wird das durch Eigenverbrauch+ von sonnen. Eigenverbrauch+ ist Teil eines intelligenten Energiemanagements und vernetzt PV, Wärmepumpe und sonnenBatterie mit nur wenigen Klicks - in der App von sonnen, der sonnenApp.
Mit Eigenverbrauch+ kommuniziert unser Stromspeicher, die sonnenBatterie, mit Ihrer Wärmepumpe und sorgt für eine Erhöhung der Eigenstromnutzung für das Heizen:
1. Überschüssiger Solarstrom wird erkannt
2. Eigenverbrauch+ signalisiert der Wärmepumpe, dass PV-Überschuss zur Verfügung steht.
3. Die Wärmepumpe erhält ein Signal über den verfügbaren PV-Überschuss und entscheidet selbst, ob Bedarf besteht, dass sie diesen nutzt
Weitere Infos zur Funktionsweise von Eigenverbrauch+ und der Kompatibilität von Wärmepumpen damit finden Sie im verlinkten Artikel zum Thema Heizen mit PV-Überschuss.
E-Mobilität: PV-Überschussladen mit dem sonnenCharger
Auch die Wallbox von sonnen, der sonnenHome Charger 2, kann nahtlos in das Energiemanagement der sonnenBatterie integriert werden.
• PV-Überschussladen: Der sonnenHome Charger 2 lädt Ihr E-Auto bevorzugt mit dem Solarstrom vom eigenen Dach. In Kombination mit der sonnenBatterie kann der Charger gezielt den gerade verfügbaren PV-Überschuss nutzen und so den Anteil an selbst erzeugter Energie beim Laden deutlich erhöhen.
• Automatisierte Phasenumschaltung: Der sonnenHome Charger 2 kann in Echtzeit zwischen ein- und dreiphasigem Laden wechseln. So passt sich die Ladeleistung jederzeit automatisch an die aktuell verfügbare Solarleistung an – und ermöglicht auch bei wenig Sonnenertrag ein effizientes Laden ohne unnötigen Netzstrombezug.
Lesen Sie für mehr Details dazu unseren detaillierten Beitrag: Automatisierte Phasenumschaltung und PV-Überschussladen mit der Wallbox.
Fazit: HEMS als Schlüssel für eine gewinnbringende Energielösung.
Ein Home Energy Management System (HEMS) ist ein wichtiger Schlüssel zur größeren Unabhängigkeit von Stromanbietern und der maximalen wirtschaftlichen Nutzung von Solarstrom. Es transformiert die PV-Anlage von einem reinen Stromerzeuger zu einem intelligenten Energiemanager.
Mit der sonnenBatterie ist die Intelligenz eines HEMS bereits vollständig und serienmäßig integriert. Sie kaufen nicht nur einen simplen Batteriespeicher, sondern ein umfassendes, intelligent agierendes Energiemanagementsystem.
Zusammengefasst ergeben sich daraus entscheidende Vorteile:
• Maximale Nutzung von PV-Überschuss durch prognosebasiertes Laden – und somit automatisch Erhöhung des Eigenverbrauchs.
• Weitere Kostenoptimierung durch die Integration dynamischer Stromtarife (z.B. EnergyDynamic) möglich.
• Umgehung der 60-Prozent-Einspeisebegrenzung bzw. Abriegelung der Einspeisung von Solarstrom (nach §14a) möglich durch Direktvermarktung
• Zusätzliche Einnahmen durch eine clevere Direktvermarktung des überschüssigen bzw. gespeicherten PV-Stroms
• Weniger Komplexität und keine Zusatzkosten für externe HEMS Hardware oder Software.
• Zusätzliche Möglichkeit der Sektorenkopplung (z. B. Wärmepumpensteuerung zur Optimierung des Eigenverbrauchs von Solarstrom).
Unser Tipp: Wenn Sie über eine PV-Anlage mit Speicher oder die Erweiterung Ihres bestehenden PV-Systems nachdenken, sollten Sie nicht nur auf die Speicherkapazität achten, sondern vor allem auf ein integriertes und intelligentes Energiemanagement. Die sonnenBatterie ist genau dafür konzipiert, um alles gewinnbringend zu vernetzen. Fordern Sie gerne dazu eine ausführliche Beratung an.
