Viele Heizungen werden heute anhand der Außentemperatur gesteuert. Sensoren messen die Außenluft, die Anlage passt daraufhin die Raumtemperatur an. Das Konzept hat jedoch eine große Schwäche. Bis die Heizung reagiert hat, dauert es. Kommt plötzlich die Sonne durch, wird der Raum unangenehm warm, Bewohner reißen die Fenster auf. Die Folge: Ineffizienz. „Hier liegt doppeltes Verbesserungspotenzial“, sagt der Elektroingenieur Stefan Ineichen vom Institut Elektrotechnik des Departements Technik und Architektur an der Hochschule Luzern (HSLU). „Beim Energieverbrauch der Heizung und beim Komfort für die Bewohner.“
Vor allem Start-ups bieten nun serienreife Lösungen des Problems an. Statt auf Messungen von Temperaturfühlern zurückzugreifen, nutzen sie für ihre Systeme die Wetterprognosen. Das Prinzip: Steht ein verhältnismäßig warmer Tag an, heizt die Anlage von Vornherein nicht so stark wie üblich. Droht hingegen ein Kälteeinbruch, dreht die Heizung schon frühzeitig auf. Dafür greift die smarte Heizsteuerung auf reguläre Online-Wetterberichte zurück, die Nutzer etwa auch über ihr Smartphone einsehen können. Darunter fallen Daten wie die Lufttemperatur, Windgeschwindigkeiten, Sonnenscheindauer, Luftfeuchte, Niederschlagsmengen und Unwetterwarnungen. Die meisten Anbieter versprechen je nach Gebäude eine Energieersparnis von zehn bis 20 Prozent – selbst bei bereits sanierten Immobilien.
Tado bringt Wetterdaten ins Heizkörperthermostat
Zu den Marktführern für den privaten Bereich gehört Tado. Die Heizkörperthermostate des Münchener Unternehmens besitzen eine integrierte Wettervorhersagesteuerung und passen das Heizsystem je nach Wetterbericht an. Auch eine Klimaanlage lässt sich einbinden. In einer Smartphone-App weist Tado dann aus, wie viel durch die Maßnahmen eingespart werden konnte. Darin werden zudem Wetterdaten wie etwa der Pollenflug oder die Schadstoffbelastung der Außenluft angezeigt, damit Nutzer darauf reagieren können. Neben den Wetterdaten macht das Thermostat die Heizleistung aber auch von offenen Fenstern und Türen abhängig, oder davon, ob die Bewohner Zuhause sind oder nicht. Das smarte Thermostat samt Internet-Bridge und Montagezubehör kostet rund 200 Euro, für einzelne Heizkörper-Thermostate zahlen Kunden rund 80 Euro. Für den vollen Funktionsumfang der dazugehörigen App müssen Nutzer noch einmal drei Euro monatlich bezahlen.
Auch der Mini-Server von Controme fragt permanent die Wettervorhersage für den jeweiligen Standort ab. Bewohner können per Onlineanwendung sogar die Intensität der Maßnahmen je nach Raum einstellen. Der Miniserver kostet ebenfalls rund 200 Euro, monatliche Kosten gibt es hingegen nicht. Auf ein ähnliches Prinzip setzt außerdem Egain. Das schwedische Unternehmen bietet seine Infrastruktur aber vor allem für große Liegenschaften und Wohngebäude oder Gewerbebetriebe an. Egain vernetzt mithilfe eines Hubs die Heizungsanlage mit einer Cloud, die unter anderem die Wetterdaten des aktuellen Tages sowie des Tags darauf beinhaltet. Das System aktualisiert sich laufend und passt die Raumtemperatur daraufhin an. Hinzu kommt: Die Wetterdaten füttern einen selbstlernenden Algorithmus. Das System kann die Heizungssteuerung also anhand erkannter Muster weiter optimieren.
Prozentuale Energieeinsparung derzeit im einstelligen Bereich
Wie viel die wetterdatenbasierte Heizsteuerung bringt, haben einige Forschungsinstitute bereits untersucht, darunter das Institut für Technische Gebäudeausrüstung (ITG) Dresden. Für eine Simulationsstudie testeten die Wissenschaftler das Einsparpotenzial von verschiedenen digitalen Zusatzlösungen. Auf Ergebnisse, wie sie manche Anbieter versprechen, kam das Institut dabei jedoch nicht. In ihrer Simulation reduzierte sich der Energieverbrauch durch eine auf Wettervorhersagen gestützte Heizungsabschaltung um rund sieben Prozent – für ein typisches Einfamilienhaus und bei einer Solltemperatur von 20 Grad. Zwar bezieht sich dieser Wert nur auf das Potenzial ohne sonstige raumindividuelle Regelungen. Dennoch: Andere smarte Tools erzielten da – einzeln betrachtet – einen deutlich besseren Effekt: Mit einer automatischen Abwesenheitserkennung über die Smartphones der Hausbewohner ließ sich mehr als dreimal so viel einsparen.
Das bloße Potenzial des Wetterberichts als Einsparer könnte in den kommenden Jahren aber noch deutlich wachsen. Denn die Wetterprognosen werden im Laufe der Zeit präziser. Satellitentechnik ermöglicht ein immer besseres Bild der Wetterverhältnisse auf der Erde, Standorte lassen sich immer genauer bestimmen – und damit auch der Energiebedarf für jedes einzelne Haus. Hinzu kommen leistungsstärkere Computer. Zum Vergleich: Eine Fünf-Tage-Prognose, berichten zumindest Wissenschaftler der Pennsylvania State University, ist heute so präzise wie eine Ein-Tages-Prognose vor 40 Jahren.
Und auch für die zunehmend grüne Energieproduktion dürften die Prognosen der Meteorologen immer wichtiger werden. Denn wer in den Wetterbericht schaut, der kann etwa Solaranlage, Batteriespeicher und Verbrauch besser koordinieren. Zu diesem Ergebnis kam bereits vor zwei Jahren auch HSLU-Forscher Ineichen in einem dreimonatigen Testlauf. Ein Heizungsspeicher, der aus unterschiedlichen Quellen gespeist wurde, versorgte dabei ein Testhaus mit Wärme. Das Ziel: möglichst viel durch Solarenergie abzudecken. „Die Herausforderung bestand darin, einerseits nicht unnötig Wärme mit der Wärmepumpe auf Vorrat zu produzieren und andererseits sicherzustellen, dass immer genügend Heizenergie zur Verfügung steht“, erklärten die Forscher. Hier half der Wetterbericht: „Der Wärmebedarf und das Potential an erneuerbarer Energie lässt sich mit der Wetterprognose abschätzen“, sagt Ineichen. „Mit Simulationen ermittelt die Regelung automatisch, wann die Wärmepumpe eingeschaltet werden muss, um Versorgungslücken zu füllen.“ Das Ergebnis war beachtlich: Im Schnitt konnte er die Nutzung von erneuerbaren Energien um rund 20 Prozent steigern. von Laurin Meyer