Home Energy Management

Home Energy ManagementBernhard Mayr2026-06-02T19:48:34+02:00

Steuerung von Stromerzeugung und Verbrauch im Privathaushalt

Basisinformationen für Beratungen zu Photovoltaikanlagen und Nachrüstung mit Speicher und Energiemanagement.

Stand Mai 2026

Die letzten 100 Jahre

Seit vor über 100 Jahren elektrisches Licht begann die Gasbeleuchtung abzulösen, kommt in jedem Haus der Strom aus der Steckdose. Fast alle Energieverbraucher im Haus werden mit Strom betrieben, die großen Ausnahmen waren bis vor kurzem Auto und Heizung. Aber auch als Stromzähler noch Ungetüme aus schwarzem Kunststoff waren, in denen sich eine Scheibe drehte, gab es Nachtspeicherheizungen und Schaltuhren zur Ausnutzung preiswerten Nachtstroms, um Stromerzeugung und Verbrauch aufeinander abzustimmen. Eine frühe Form des Energiemanagements

Schon seit den 1950er Jahren, wird die Erzeugung von Strom aus Sonnenlicht mittels Photovoltaik in der Praxis genutzt, seit dem Jahr 2000 wird die private Stromerzeugung mittels Photovoltaik in Deutschland gefördert und seit ca. 2012 ist der Strom vom eigenen Dach preiswerter als der Strom aus dem Netz. Plötzlich war es für Privathaushalte sinnvoll den selbst produzierten Strom auch selbst zu nutzen und sich Gedanken zu machen, wann man z.B. die Waschmaschine einschaltet: Ein manuelles Energiemanagement.

Heute und die Zukunft

Heute ist nicht nur der Strom vom eigenen Dach die billigste Art Strom zu nutzen, auch beim Heizen (Wärmepumpe) und der Mobilität ist Strom die wirtschaftlichste Variante, die sauberste sowieso. Um die Vorteile der eigenen Stromproduktion durch Photovoltaik voll auszunutzen, müssen Stromerzeugung, -speicherung und -verbrauch zu Hause genau aufeinander abgestimmt werden. Diese Funktion ist heute in der Regel automatisiert, ein Home Energy Mangement System (HEMS).

Ein Energiesystem mit 100% erneuerbaren Energien ist in greifbarer Nähe, es ist auch bitter notwendig, um uns einen lebenswerten Planeten zu erhalten. Die Photovoltaik auf privaten Dächern ist ein grandioser Erfolg und ein weiterer Ausbau ist dringend notwendig, sie muss sich aber ins zukünftige Energiesystem und das Zusammenspiel mit anderen Energiequellen einpassen, denn Stromerzeugung und -verbrauch müssen in jeder Sekunde des Tages und der Nacht ausbalanciert werden. Dazu müssen private Photovoltaikanlagen zunehmend auf Informationen und Steuerbefehle von außerhalb des privaten Haushalts reagieren können. Eine weitere Aufgabe für ein Home Energy Management System (HEMS).

Ein Gesamtsystem aus Photovoltaik, Speicher, steuerbaren Verbrauchern und Stromnetz.

Photovoltaik kann man heute nicht mehr allein betrachten, sie ist Teil eines Gesamtsystems. Trotzdem ist die Komponente Photovoltaik ein guter Ausgangspunkt, ein Gesamtsystem für den individuellen Einzelfall zu planen.

Photovoltaik

Eine Photovoltaikanlage spart Geld und ist aktiver Klimaschutz. Es dauert nur wenige Jahre bis der Energieaufwand für Produktion der Photovoltaikanlage und der damit verbundene Ausstoß von Klimagasen durch die Stromernte aus der Photovoltaikanlage wieder ausgeglichen sind. Die Zeitspanne, bis die Photovoltaikanlage ihre Investitionskosten wieder erwirtschaftet hat, ist in der Regel länger und hängt davon ab, wie gut die Anlage auf die individuellen Gegebenheiten abgestimmt ist.

Die Rendite einer Photovoltaikanlage kommt aus dem Eigenverbrauch. Der Strom vom eigenen Dach kostet, je nach den individuellen Gegebenheiten vor Ort, zwischen ca. 10 und 18 cent/kWh (Stand Mitte 2026), darin sind sämtliche Kosten für Bau, Verwaltung und Unterhalt über 20 Jahre enthalten. Der selbst erzeugte Strom kostet also nur einen Bruchteil des Stroms aus dem Netz, aber für überschüssigen Strom bekommt man zurzeit nur (noch) knapp unter 8 cent/kWh Einspeisevergütung (Stand Mitte 2026). Man verkauft also unter dem Selbstkostenpreis. Die Größe der Photovoltaikanlage sollte daher in einem ausgewogenen Verhältnis zum eigenen Stromverbrauch stehen, um bei dieser Mischkalkulation das wirtschaftliche Optimum zu erreichen. In jedem Fall ist es sinnvoll, den Eigenverbrauchsanteil, der Teil des erzeugten Stroms, den man selbst verbraucht, zu maximieren. Eine Faustregel für eine erste grobe Abschätzung für die sinnvolle Größe einer Photovoltaikanlage ist es, den eigenen Jahresstromverbrauch in kWh durch 1.000 zu teilen und mit 1,5 mal zu nehmen. Bei einem Jahresstromverbrauch von z.B. 3.000 kWh ergäbe das eine Photovoltaikanlage von bis zu 4,5 kWp.

Eine genauere Auslegung erreicht man durch individuelle Betrachtung der einzelnen Stromverbräuche (Haushalt, Heizung, Mobilität) und ihre tages- und jahreszeitliche Analyse in einer Modellrechnung.

Stromspeicher

Dinge für später aufzuheben, die man gerade nicht selbst verbrauchen kann, ist selbstverständlich, spätestens seit der Mensch sesshaft geworden ist und Ackerbau betreibt. Strom aus Photovoltaikanlagen in Batterien zu speichern ist für Privatleute aber erst wirtschaftlich sinnvoll, seit die Preise für Speicher deutlich gefallen sind. Wenn ein Speicher beispielsweise 500 € je kWh Kapazität kostet und man je zwischengelagerter kWh Strom vom eigenen Dach beispielsweise 20 cent spart (Strombezug für 28 cent/kWh gespart statt 8 cent/kWh Einspeisevergütung), dann muss so ein Speicher 2.500 mal befüllt und wieder entleert werden (Nennkapazitätsdurchsatz), bis er seine Investitionskosten wieder eingespielt hat (2.500 x 0,2 € = 500€). Da Photovoltaikanlagen im Winter meist nicht genug Ertrag haben, um den Speicher jeden Tag zu füllen, dauert es bei 200 bis 300 Nennkapazitätsdurchsätze pro Jahr ca. 10 Jahre, bis sich ein Speicher amortisiert hat. Auch der Verbrauch spielt eine Rolle. Wenn der Speicher dafür zu groß ist, wird er nur selten ganz leer, ein Teil der Kapazität liegt ungenutzt brach und die Investition wird unrentabler.

Weil ein Speicher durch seine Produktion auch einen ökologischen Fußabdruck hat, gibt es gute Gründe einen Stromspeicher nicht unnötig groß zu wählen, sondern passend zur Erzeugung und zum Verbrauch.

Steuerung von Stromspeichern

Wenn es nur darum geht, möglichst viel Strom für den Eigenverbrauch zwischenzulagern, dann ist es sinnvoll jeden überschüssigen Strom sofort in den Speicher umzulenken, was man hat das hat man. Deshalb arbeiten klassische Speichersteuerungen nach diesem Prinzip.

Leider hat das auch ein paar Nachteile. Der Speicher wird dadurch mit z.T. hoher Leistung geladen, ist oft schon am späten Vormittag zu 100% voll und wird erst viele Stunden später wieder entladen, Das beschleunigt die Batteriealterung. Durch eine Ladestrategie mit verzögerter und gleichmäßigerer Beladung lebt der Speicher länger. Dazu braucht aber man eine vorausschauende Ladeplanung über ein Energiemanagement.

Photovoltaik, Stromnetz und Energiemanagement

Die Photovoltaik, gerade auch auf privaten Dächern, ist eine Erfolgsgeschichte. An Tagen mit hoher Stromproduktion und geringem Verbrauch, z.B. an sonnigen Sommersonntagen deckt der Strom von privaten Dächern über Mittag fast den gesamten Stromverbrauch im ganzen Land! Das Problem dabei ist, dass die Einspeisung dieser Anlagen auf privaten Dächern meist nicht von außen beeinflussbar ist, aber im Stromnetz jederzeit Einspeisung und Verbrauch im Gleichgewicht sein müssen. Zur Lösung dieses Problem „Hellbrise“ wurde das sogenannte „Solarspitzengesetz“ (§9 EEG) erlassen. Für neue Photovoltaikanlagen bedeutet das vereinfacht, dass die Anlagen nicht mit voller Leistung einspeisen dürfen und so gebaut werden müssen, dass sie später, sobald die Verteilnetzbetreiber dazu in der Lage sind, über eine Steuerbox bei Bedarf gedrosselt werden können.

Wenn die Anlage aber über ein System zum Energiemanagement verfügt, dann kann der Strom, der nicht eingespeist werden kann, im Speicher zwischengelagert werden. Auch später wird auf Signale des Verteilnetzbetreibers nur die Einspeisung, nicht die Produktion gedrosselt, sie können ihren eigenen Strom also weiter nutzen oder im Speicher zwischenlagern. Für beides braucht man aber wieder eine vorausschauende Ladeplanung über ein Energiemanagement.

Steuerbare Verbraucher

Eine Wärmepumpe ist die wirtschaftlichste Art ein Haus zu heizen, E-Mobilität die wirtschaftlichste Art sich über längere Strecken fortzubewegen. Natürlich auch die klimafreundlichste. Die Verlagerung von Energieverbräuchen hin zu Strom ist aber eine Herausforderung für die Stromnetze, besonders wenn bei hohem Verbrauch die Erzeugungs- oder Netzkapazitäten knapp werden. Für dieses Szenario der „Dunkelflaute“ wurde der §14a Energiewirtschaftsgesetz geändert. Neu installierte Stromverbraucher, die mehr als 4.200 Watt verbrauchen können, müssen jetzt durch den Verteilnetzbetreiber steuerbar sein: Bei Netzengpässen darf der Verteilnetzbetreiber über eine Steuerbox bei Bedarf den Verbrauch von Wallboxen und Wärmepumpen drosseln und Sie müssen dafür die technischen Voraussetzungen schaffen. Als Ausgleich für diese Belastung erhalten Sie einen Rabatt auf die Netzentgelte, die Teil des Strompreises sind.

Das Gesetz lässt Ihnen die Wahl, ob der Verteilnetzbetreiber direkt auf Ihre Verbraucher zugreifen soll, oder ob sie über ein Energiemanagement sicherstellen, dass diese Verbraucher nicht mehr aus dem Netz beziehen als sie dürfen. Wenn ihre Photovoltaik dann noch produziert oder der Speicher noch gefüllt ist, dann dürfen diese Verbraucher auch mehr verbrauchen. Und sie können z.B. auch die Wallbox ganz abschalten und den Strom dafür in der Wärmepumpe verbrauchen.

Dynamische Stromtarife und variable Netzentgelte

Ein weiterer Baustein, um Stromerzeugung und -verbrauch besser aufeinander abzustimmen sind Stromtarife mit variablen Preisen. Dahinter steckt die gleiche Idee wie beim Nachtstrom: Der Strom soll für den Endkunden preiswerter sein, wenn er üppig ist, um den Verbrauch in solche Zeiten zu verlagern. Aber statt zwei fester Zeitfenster und planbarer Preise werden die Preise erst 36 Stunden vorher für jeden 15 Minutenabschnitt des Tages festgelegt. Um das nutzen zu können, braucht man einen SmartMeter, einen Stromzähler der den eigenen Stromverbrauch alle 15 Minuten misst und an den Messtellenbetreiber übermittelt, und das Energiemanagement muss automatisiert sein.

Mit SmartMeter kann man auch variable Netzentgelte nutzen, die jeder Verteilnetzbetreiber für feste Zeitfenster mit festen Preisen jährlich festlegt. Die dabei praktisch nutzbaren Preisvorteile können größer sein als bei dynamischen Stromtarifen, bei denen die Preise oft dann besonders niedrig sind, wenn die Photovoltaik ohnehin reichlich Strom liefert.

Home Energy Management System (HEMS)

Aus all dem oben gesagten wird klar: Eine neue Photovoltaikanlage braucht heute eigentlich immer ein Energiemanagement, das laufend den Ertrag der Photovoltaikanlage und den aktuellen Stromverbrauch analysiert, vorausschauend plant und durch koordinierte Steuerung den Betrieb von Speicher, Wallbox und Wärmepumpe optimiert.

Aber auch wenn man zu einer bestehenden Photovoltaikanlage Speicher, Wallbox oder Wärmepumpe hinzufügen möchte, ist ein Energiemanagement sinnvoll, allein schon wegen der gesetzlichen Vorschriften für steuerbare Verbraucher, die dann gelten. Ein solches System für Privathaushalte nennt man Home Energy Management System, kurz HEMS.

Damit ein Energy Management System leisten kann, was es soll, sammelt es vielfältige Information und steuert möglichst viele Verbraucher.

Die dazu wesentlichen Funktionen, die ein modernes HEMS bieten sollte sind:

Wetter- bzw Ertragsprognosen (aus dem Internet)
Dynamische Stromtarife bzw Netztentgelte (aus dem Internet)
Verbrauchsprognosen
Darauf basierendes prognosebasiertes Speicher- und Verbrauchermanagement
Anbindung an Wallbox mit möglichst großem Regelbereich der Ladeleistung und automatischer Umschaltung zwischen 3 und 1-phasigem Laden.
Abfrage des Ladezustands von E-Autos (Cloud des Autoherstellers, Wallbox)
Anbindung an eine Wärmepumpe, mindestens nach SG-Ready Standard, besser über SEMP, EEBus oder eine vorhandene bedarfsgeführte Heizungsregelung
Anbindung an eine Steuerbox des Verteilnetzbetreibers , bevorzugt über EEBus