Das nachhaltige Smarthome – Stromkosten und Energieeffizienz im Auge behalten
Nicht zuletzt durch die deutlich gestiegenen Energiekosten von Gas, Öl und Strom rückt die Nachhaltigkeit und Energieeffizienz der Smarthomes immer mehr in den Fokus. Klar ist, dass häufig Smarthomes aus Begeisterung für die Technik und die individuellen Lösungen betrieben werden, gleichzeitig aber auch das Smarthome helfen kann, Energie zu sparen und Abläufe zu optimieren.
Uns erreichen aktuell sehr viele Anfragen und Kommentare zur Optimierung des Gas- und Stromverbrauchs. Einige unserer Artikel beschrieben, wie Zählerstände ausgelesen und Verbräuche protokolliert werden können:
Einen Hinweis direkt am Anfang: Es gilt die Balance zwischen Hobby bzw. Technikbegeisterung und der Energieeffizienz bzw. dem nachhaltigen Betrieb des Smarthomes zu finden. Muss wirklich die letzte Steckdose und die letzte Lampe smart sein und Standby-Verbrauch produzieren?
Wir möchten in der Kategorie Nachhaltigkeit auf Lösungsansätze aufmerksam machen und Denkanstöße bieten, die Energieeffizienz zu steigern, ohne dass das Hobby und die Begeisterung zu kurz kommen.
Nach einigen Gesprächen zum Thema Kosten und Stromverbrauch des Smarthomes ist folgendes Kostenbeispiel perfekt, um das Thema Nachhaltigkeit anzuwärmen: „Welche Stromkosten verursacht mein Smarthome?“
Hierzu haben wir beispielhaft eine Konfiguration einer typischen, nachträglich eingerichteten Smarthome-Lösung eines 1-Familienhauses zusammengestellt.
Die einzelnen Komponenten verbrauchen teilweise nur sehr wenig Strom, z.B. eine HUE-Lampe lediglich 0,5 Watt. In Summe kommt man allerdings sehr schnell auf einen Gesamtverbrauch, der am Tag über 1kW liegen kann. Bei einem angenommenen Strompreis von ca. 30ct pro kWH belaufen sich die monatlichen Kosten bereits auf fast 10€, im Jahr damit weit über 100 €.
Zunächst hier einige Produkte, mit denen wir den Stromverbrauch ermitteln können, mittlerweile fällt unsere Empfehlung auf den Shelly Plug S:
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12%AVM FRITZ!DECT 200 - Intelligente Steckdose für das Heimnetz, deutschsprachige V...49,00 € 43,00 €
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Homematic 132989A0 Funk-Schaltaktor 1-fach, Zwischenstecker, Typ F (Schuko Deuts...Nicht verfügbar
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8%SHELLY WLAN-Schaltaktor Plus 2PM, 2x 10 A, Bluetooth, 3 Stück86,80 € (28,93 € / stück) 79,99 € (26,66 € / stück)
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Shelly Plug S19,69 €
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7%Strapubox SG 322B Stecker-Gehäuse 52 x 67 x 112 ABS Schwarz 1 St.13,99 € 11,99 €
Wieviel Strom verbrauchen eigentlich die einzelnen Geräte, z.B. ein Shelly 1 oder eine HUE-Lampe im Standby?
Philips HUE, IKEA Tradfri und andere Lampen bzw. Steckdosen auf zigbee-Technologie verbrauchen ca. 0,5 Watt im Standby, d.h. ca. 12 Watt pro Lampe am Tag.
Lampen oder Schalter auf WLAN-Basis verbrauchen etwas mehr Strom als die Komponenten mit Zigbee, pro Gerät sind es ca. 0,7 Watt, d.h. ca. 17 Watt am Tag.
Shelly 1pm, 2.5 und Dimmer werden per WLAN in das Netzwerk eingebunden. Der Einsatz der WLAN-Technologie verbraucht mehr Strom als zigbee, der Standby-Strom der Shelly-Devices beträgt ca. 0,7 Watt.
Die HUE-Bridge verbraucht ca. 5 Watt, d.h. 120 Watt am Tag, die Bridge von IKEA verbraucht dagegen nur ca. 2 Watt, d.h. 50 Watt am Tag.
Ein Raspberry PI mit ioBroker, FHEM, o.ä. verbraucht ca. 5 Watt, d.h. ca. 120 Watt am Tag.
Der Echo Dot von Amazon verbraucht ca. 3 Watt, d.h. am Tag ca. 72 Watt.
Sonos Play 1, Sonos Play 3 verbrauchen auch ca. 5 Watt im Standby, im Betrieb durchschnittlich ca. 10 Watt. D.h. alleine der Stromverbrauch im Standby beläuft sich auf ca. 120 Watt pro Tag pro Box, in einem Haushalt mit 5 Sonos-Boxen sind dies bereits alleine 0,6 kWH.
Entscheidend für den Stromverbrauch des Smarthomes ist die Anzahl der aktiven, eingeschalteten Geräte. Lampen, Steckdosen, Rolladensteuerung, Ladegeräte für devices und Hubs/Bridges summieren sich schnell in einem Haus auf bis zu 100 Einzelgeräte, die im StandBy bzw. aktiven Zustand Strom verbrauchen.
Tipp: Um den tatsächlichen Strombedarf eines Geräts zu messen benötigen Sie am besten eine Zwischensteckdose mit Verbrauchsmessung, z.B. von AVM Fritz!DECT 200 oder auch HomeMatic . Nach einiger Erfahrung ist unsere Empfehlung ein Shelly Plug S.
Unsere Berechnung auf Basis der eingesetzten Komponenten sieht wie folgt aus:
Gerät | Anzahl | Standby-Verbrauch | Gesamtverbrauch 1 Tag/24 Stunden |
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Lampen (HUE, Tradfri, Osram, usw.) | 50 | 0,5 Watt | 600 Watt |
WLAN-Devices (Steckdosen, Shelly) | 15 | 0,7 Watt | 252 Watt |
Raspberry PI o.ä. | 1 | 5 Watt | 120 Watt |
Hubs, Bridges (Hue, Osram, Tradfri, CCU) | 3 | 5 Watt | 360 Watt |
Sonos Boxen, Tradfri Boxen | 5 | 5 Watt | 600 Watt |
Amazon Echo Dot | 2 | 6 Watt | 144 Watt |
Sonstiges (Roborock, IR-Hub, uvm.) | 1 | 10 Watt | 240 Watt |
Gesamt | ca. 2.300 Watt, 2,3kW |
Die angenommenen Werte gehen davon aus, dass nahezu alle Lampen smart sind und generell an vielen Stellen im Haushalt weitere smarte Devices zum Einsatz kommen. Gleichzeitig ist das Szenario aber auch nicht übertrieben, summieren sich wie geschrieben die Einzelsummen doch in diesem Fall zu einer nicht unerheblichen Systemlast von ca. 2,3 kWh, d.h. ca. 60ct am Tag, 18,- € im Monat (69kWh) und 216 € im Jahr (828 kWh).
Die Berechnung geht außerdem davon aus, dass alle Komponenten 24/7, also jeden Tag insgesamt 24 Stunden eingeschaltet bzw. im Standby sind und per Smarthome eingeschaltet werden können.
Tipp: Überlegen Sie sich, zu welchen Tageszeiten welche Smarthome-Komponenten nicht benötigt werden. Mit entsprechenden Geräten (smarte Steckdosen) und Schalt-Logiken (z.B. in der HUE-APP oder ioBroker) können Sie die Geräte ausschalten und damit Strom sparen. Je nach Setup des Smarthomes sind 30 – 50 % Ersparnis möglich.
In vielen Fällen ist dies allerdings gar nicht erforderlich und auch nicht sinnvoll. Nachts wird keine Sonos-Box oder auch keine Alexa benötigt. In Räumen, die wir nur selten nutzen kann das „Licht“ bzw. können die Komponenten auch ganz ausgeschaltet werden.
Auf dieser Seite folgen einzelne Beispiele, wie wir den Stromverbrauch senken können, außerdem beinhaltet die Blogkategorie „Nachhaltigkeit“ viele Beiträge, die Nachhaltigkeit und Energieeffizienz behandeln.
In folgenden Bereichen können wir mit Hilfe des Smarthomes nachhaltig und energetisch effizient unser Zuhause optimieren:
1. Smarte Heizung
Eine smart und intelligent gesteuerte Heizung ist bei den aktuellen Energiepreisentwicklungen das Kernstück für Nachhaltigkeit und Energieeffizienz. Die meisten modernen Heizungskomponenten bieten bereits eine smarte Lösung, entweder direkt eingebaut oder über ein einfaches Modul nachrüstbar. Aber auch ältere Modelle lassen sich zumeist mit wenig Aufwand und ohne Eingriff durch den Heizungsbauer „smart machen“. Der Hersteller WOLF bietet z.B. das Geräte ISM7E zur Nachrüstung an, bei Viessmann können Thermen mit dem Modul Vitoconnect nachgerüstet werden.
Die smarte Heizung bietet die Möglichkeit, die Verbräuche besser bewerten und Optimierungspotential in den Einstellungen von Temperaturen (z.B. Heißwasser, Vorlauf-Temperatur, Heizkurve) aber auch der Zeitsteuerung vornehmen zu können. Einige Hersteller bieten auch mittlerweile Funktionen an, die bisher nur externe Lösungen wie z.B. Tado geboten haben. Dies betrifft z.B. das automatische Reduzieren der Heiztemperatur, wenn man tagsüber das Zuhause verlässt (und natprlich auch das Erhöhen der Temperatur, wenn man wieder zuhause ankommt bzw. auf dem Weg dorthin ist).
Die Ermittlung des Gasverbrauchs der Heizung muss aber nicht unbedingt über eine smarte Heizung erfolgen, wir können dies auch direkt über den Gaszähler lösen, einen entsprechenden Beitrag haben wir HIER erstellt.
2. Smarte Lichtsteuerung
Besonders in den Wintermonaten ist das Thema Lichtsteuerung und Lichtgestaltung interessant. Im Bereich Licht ist der Einstieg in das Smarthome nach unserer Wahrnehmung auch mitunter am leichtesten, die Auswahl an Marken und Lichtlösungen enorm.
Neben dem Komfort-Effekt, das Licht eines ganzen Raums mit nur einem Lichtschalter steuern zu können, ist aber auch die Nachhaltigkeit aus unserer Sicht ein zentrales Thema. Die intelligente, bedarfsgesteuerte Steuerung von Licht hilft Strom zu sparen, ganz neben dem teuer eingekauftem Effekt, dass smarte Leuchtmittel vollständig auf LED-Leuchtmittel setzen und im Gegensatz zu handelsüblichen Halogen-Lampen nur einen Bruchteil der Energie verbrauchen.
Der Einsatz von Bewegungsmeldern kann z.B. in Fluren, Treppenhäusern und Toiletten verhindern, dass das Licht unbemerkt brennen gelassen wird. In Kellerräumen hingegen ist es sicherlich nicht notwendig, eine smarte Leuchte immer im Standby zu betreiben und selten automatisch über einen Bewegungsmelder zu schalten. Aber auch hier können wir Energie sparen: Mit einem smarten Leuchtmittel können wir feststellen, ob das Licht im Keller unbemerkt eingeschaltet gelassen wurde und automatisch nach einer gewissen Zeit ausschalten, einen entsprechenden Artikel haben wir HIER erstellt.
3. Verbrauchsermittlung
Der erste Schritt zur Optimierung von Stromverbrauch, Gasverbrauch, Ölverbrauch oder Wasserverbrauch ist das Bewusstsein über den aktuellen Verbrauch. Gas und Öl ist meist im Rahmen einer smarten Heizung erfassbar, alternativ auch mit einer smarten Lösung am Gaszähler. Den Wasserverbrauch können wir über eine intelligente AI-Lösung mit künstlicher Intelligenz erfassen, ein Bild der analogen oder auch digitalen Wasseruhr wird ausgelesen und der Wert ermittelt. Wir haben HIER eine Lösungsbeschreibung erstellt. Angemerkt sei die Tatsache, dass eine stabile Befestigung der Komponenten über der Wasseruhr wohl die größte Herausforderung dabei ist. Einzelverbräuche lassen sich auch über smarte Steckdosen (z.B. Blitzwolf SHPP13) ermitteln, z.B. für Waschmaschine und Trockner.
4. 24/7 und immer online ist kein MUSS im Smarthome
So smart eine ständige Verfügbarkeit und Steuerbarkeit der einzelnen Komponenten im Smarthome auch ist, so unnötig ist dies auch gleichzeitig in vielen Fällen. Die Energieeffizient lässt sich deutlich verbessern, wenn wir überlegen, welche Komponenten immer, regelmäßig oder auch nur selten aktiv sein müssen.
Energetisch ein deutlich erkennbares Beispiel sind smarte Boxen, wie z.B. Sonos. Wer mehrere Sonos-Boxen besitzt sollte sich darüber im Klaren sein, dass der Standbyverbrauch unnötig hoch ausfällt. Nachts können z.B. alle Sonos-Boxen ausgeschaltet werden, um dies zu ermöglichen benötigen wir eine smarte Steckdose, die ca. 0,5 Watt den ganzen Tag zusätzlich verbraucht. Wir sparen aber bei sinnvoller Schaltung ca. 10 Stunden Standby in Höhe von ca. 5 Watt je Box ein.
Der Satellitenreceiver bzw. die Satelliten-Hardware zur Verteilung der Signale in alle Räume wird nur benötigt, wenn auch der Fernseher genutzt wird. In allen anderen Fällen kann dieser Verbrauch durch ausschalten minimiert werden.
Gemäß dieser Beispiele lassen sich bestimmt noch weitere Anwendungsfälle identifizieren.
5. Smarthome und Komponenten mit Augenmaß
Auch wir selbst können wir Nachhaltigkeit und Energieeffizienz unseres Smarthomes beeinflussen. Einerseits sollten wir entscheiden, ob wirklich „an jeder Ecke“ ein smartes Device notwendig ist, das nicht unerheblichen Standby-Verbrauch produziert. Andererseits kann auch bei der Auswahl der Komponenten nachhaltiger entschieden werden: WLAN-Geräte besitzen im Schnitt ca. 30% bis 50% mehr Standby-Verbrauch im Vergleich zu zigbee-Devices.
Wir haben im folgenden einfache Beispiele aufgelistet, wie wir den Standby-Verbrauch mit smarten Mitteln reduzieren können.
Strom sparen durch automatisches Ausschalten
Um Standby-Strom sparen zu können, müssen wir Geräte, Smarthome-devices ausschalten. Dies können wir sinnvollerweise nur tun, wenn diese nicht genutzt werden sollen, also z.B. nachts oder auch, wenn das Haus leer und niemand zuhause ist. Ein- und Ausschalten von Komponenten ist nicht schwer, zu erkennen, wann dies erfolgen soll benötigt etwas Logik und setzt ein etwas fortgeschritteneres Smarthome-Setup voraus. Für die Logiken, d.h. Auswertung des aktuellen Zustands des Smarthomes (Welche Lampen sind eingeschaltet, ist die Haustür zugesperrt), benötigen wir eine Smarthome-Zentrale, z.B. ioBroker.
Die Funktionsweise sieht dann in Theorie so aus:
Nachts ausschalten
- Ab einer gewissen Uhrzeit (übliches Bettgeh-Verhalten, z.B. 23 Uhr) prüfen, ob in Küche/Wohnzimmer/Flur noch Lampen/Geräte eingeschaltet sind
- WENN JA, noch nicht ausschalten, WENN NEIN entsprechende Geräte ausschalten
- Über einen Zeit-Trigger am nächsten Morgen die entsprechenden Komponenten wieder einschalten
In ioBroker lässt sich dies über ein blockly-Script sehr einfach steuern:
Bei Abwesenheit ausschalten
Alle Versuche über eine schlaue Erkennung der Anwesenheiten über WLAN-Geräte im WLAN-Netz, z.B. Smartphones, oder auch über die Bluetooth-Erkennung haben bei uns in der Familie nur bedingt gut funktioniert. Lösung für die Erkennung der Abwesenheit ist bei uns die Tatsache, dass die Haustür tagsüber abgesperrt ist. Nur dann sind keine Personen mehr im Haushalt und die entsprechenden Geräte, z.B. Sonos-Boxen, Alexa Echo Dot, alle Lampen in den Zimmern können ausgeschaltet werden. Doch wie kann ich im Smarthome erkennen, ob die Haustür abgeschlossen ist? Ganz einfach, mit diesem Gadget:
Das smarte Türschloss von Nuki kann über die Smarthome-Zentrale, z.B. ioBroker, abgefragt werden und das Schloss meldet selbstständig seinen Zustand, also Tür geöffnet oder verschlossen. Wird die Tür tagsüber verschlossen, werden in Folge automatisch die Geräte ausgeschaltet, wird die Tür geöffnet, werden auch automatisch die Geräte wieder geöffnet.
In ioBroker lässt sich dies über ein blockly-Script sehr einfach steuern:
Satellitenanlage ausschalten
Im Regelfall kann bei Satellitenempfang die Empfangseinheit ausgeschaltet werden, wenn kein Fernseher eingeschaltet ist. Wer gerne und häufig Filme aufnimmt oder über mehrere Fernseher verfügt, der benötigt deutlich mehr Logik im Script. In unserem Fall reicht die Logik „Wenn Fernseher an > Satellitenempfang an, wenn Fernseher aus > Satellitenempfang aus“. So sparen wir im Betrieb immerhin ca. 10 Watt pro Betriebsstunde.