Home Energy Management System (HEMS): Funktion, Kosten, Vorteile und Erfahrungen

Alt Text: Funktionsweise des Home Energy Management Systems inklusive Vernetzung von Haushaltsgeräten

Immer mehr Haushalte erzeugen ihren eigenen Strom mit Photovoltaik, doch oft wird nur ein Bruchteil davon im Haushalt genutzt. Ein Home Energy Management System vernetzt Erzeuger, Speicher und Verbraucher im Haus und optimiert Energieflüsse. Wie diese Technik den Eigenverbrauch steigert und die Stromkosten senkt, erfahren Sie hier.

Das Wichtigste im Überblick

  • Ein HEMS ist ein intelligentes Steuerungssystem und vernetzt PV-Anlage, PV-Speicher und steuerbare Verbraucher.
  • Es funktioniert über einen Smart Meter und steuert Geräte automatisiert je nach Stromerzeugung, -preis und -bedarf.
  • Vorteile sind höherer Eigenverbrauch und mehr Autarkie sowie geringere Stromkosten.
  • Die Kosten liegen zwischen 600 und 3.000 €, abhängig vom Funktionsumfang.
  • Ein HEMS lohnt sich vor allem bei hohem Strombedarf.
  • Es gibt lokale, cloudbasierte und hybride HEMS-Systeme – je nach Infrastruktur und Anforderungen.
  • Die Installation erfolgt schrittweise von der Analyse und Auswahl bis zur Montage, Geräteanbindung, Konfiguration und Testlauf.

Was ist ein Home Energy Management System?

Ein Home Energy Management System (HEMS) ist ein intelligentes Steuerungssystem für den Stromverbrauch im Haushalt. Es vernetzt Photovoltaikanlage, Batteriespeicher, Wärmepumpe, Wallbox und andere Geräte, um Stromerzeugung und -nutzung zu optimieren.

Wie funktioniert ein Home Energy Management System?

Ein Home Energy Management System (HEMS) funktioniert durch die zentrale Erfassung, Auswertung und Steuerung aller relevanten Energieflüsse im Haushalt. Es verbindet Photovoltaikanlage, Stromspeicher, Wärmepumpe, Wallbox, Haushaltsgeräte und ggf. Heizstab über ein lokales oder cloudbasiertes System.

Herzstück ist meist ein intelligenter Zähler (Smart Meter), der Stromerzeugung, Verbrauch und Netzbezug in Echtzeit misst. Diese Daten fließen in das HEMS, das daraus automatisierte Entscheidungen ableitet. Beispielsweise kann es bei PV-Überschuss den Speicher laden, die Wärmepumpe starten oder das E-Auto bevorzugt mit Solarstrom versorgen.

Zudem kann ein HEMS externe Daten wie Wetterprognosen, Strompreise (bei dynamischen Tarifen) oder Nutzerverhalten einbeziehen und Geräte kostenoptimiert steuern. Die Steuerung erfolgt entweder über festgelegte Prioritäten oder lernende Algorithmen. Die Bedienung läuft meist per App, Display oder Web-Interface.

Ziel ist die Maximierung des Eigenverbrauchs, die Vermeidung von Lastspitzen und die Senkung der Energiekosten bei gleichzeitiger Erhöhung des Komforts.

Welche Vorteile bietet ein HEMS?

Ein Home Energy Management System (HEMS) bietet zahlreiche Vorteile für Haushalte mit eigener Stromerzeugung, insbesondere bei der Nutzung von Photovoltaik.

Höherer Eigenverbrauch durch intelligente Steuerung

Ein HEMS analysiert laufend die Stromerzeugung durch die PV-Anlage und den aktuellen Verbrauch. Es schaltet Verbraucher wie Wärmepumpe, Wallbox oder Haushaltsgeräte dann ein, wenn überschüssiger Solarstrom verfügbar ist. So wird mehr Strom im Haushalt genutzt und weniger Strom ins Netz eingespeist.

Geringere Stromkosten durch Verbrauchsverschiebung

Das System kann Geräte gezielt in Zeiten mit niedrigen Strompreisen oder PV-Überschuss aktivieren. Besonders bei dynamischen Stromtarifen senkt diese Lastverschiebung die Stromkosten spürbar, da teure Verbrauchsspitzen vermieden werden.

Höhere Autarkie und Unabhängigkeit vom Netz

Durch die gezielte Nutzung von Solarstrom wird der Netzbezug reduziert. In Kombination mit einem Batteriespeicher kann der Haushalt sogar über Stunden oder Tage vollständig unabhängig vom öffentlichen Stromnetz betrieben werden.

Komfort und Transparenz im Energiehaushalt

HEMS liefern über App oder Web-Oberfläche detaillierte Einblicke in Verbrauch, Erzeugung, Speicherstand und Einspeisung. Nutzer behalten so jederzeit den Überblick und können den Energiefluss im Haus optimieren.

Was kostet ein HEMS?

Die Kosten für ein Home Energy Management System liegen je nach Ausstattung zwischen 600 und 3.000 Euro. Einfache Systeme starten bei etwa 600 Euro, während intelligente Lösungen mit PV-Integration, Wallbox-Steuerung und dynamischen Stromtarifen 1.500 bis 3.000 Euro kosten.

Was kann ein HEMS alles steuern?

Ein Home Energy Management System (HEMS) kann alle zentralen Energiekomponenten im Haushalt vernetzen und automatisiert steuern, u. a.:

  • Photovoltaikanlage: Das HEMS analysiert laufend die Stromerzeugung und plant den Verbrauch so, dass möglichst viel Solarstrom direkt genutzt wird.
  • Batteriespeicher: Es steuert die Lade- und Entladevorgänge je nach Strombedarf, Wetter, Speicherstand und Strompreis, um Stromverluste zu minimieren.
  • Wärmepumpe: Das System verschiebt den Betrieb der Wärmepumpe in Zeiten mit PV-Überschuss oder günstigen Strompreisen und erhöht so die Energieeffizienz.
  • Wallbox (E-Auto-Ladestation): Das E-Auto wird bevorzugt mit eigenem Solarstrom geladen – entweder sofort oder zeitlich optimiert, z. B. bei Sonne oder Niedrigtarif.
  • Haushaltsgeräte (Waschmaschine, Geschirrspüler etc.): Geräte mit Smart-Home-Anbindung können automatisch starten, wenn günstiger oder eigener Strom verfügbar ist.
  • Heizstab oder elektrische Warmwasserbereitung: Bei Stromüberschuss nutzt das HEMS diesen zur Warmwassererzeugung.
  • Smart Meter und Stromzähler: Diese liefern Echtzeitdaten zu Stromverbrauch und -erzeugung, auf deren Basis das HEMS die Steuerung vornimmt.
  • Wetterprognosen und Stromtarife: Erweiterte Systeme berücksichtigen Wetterdaten und variable Stromtarife. Somit ist eine vorausschauende Planung des Verbrauchs und Speicherung möglich.
  • Nutzerpräferenzen und Zeitpläne: Individuelle Einstellungen ermöglichen eine komfortable Steuerung nach persönlichen Bedürfnissen und Tagesrhythmus.

Wann lohnt sich ein HEMS?

Ein HEMS lohnt sich, wenn Sie eine eigene PV-Anlage besitzen und gleichzeitig viel Strom im Haushalt selbst verbrauchen, z. B. durch Wärmepumpe oder E-Auto. Es verteilt Solarstrom gezielt, reduziert den Netzbezug und nutzt günstige Stromzeiten. So können Sie den Solarstrom deutlich wirtschaftlicher verbrauchen.

Im Folgenden finden Sie eine Beispielrechnung, die den Vergleich zwischen einer 10 kWp PV-Anlage mit und ohne HEMS darstellt.

Eigenschaften PV-Anlage ohne EMS PV-Anlage mit EMS
Jährlicher PV-Ertrag 10.000 kWh 10.000 kWh
Eigenverbrauch 3.000 kWh (30 %) 6.000 kWh (60 %)
Netzbezug 7.000 kWh (70 %) 4.000 kWh (40 %)
Netzeinspeisung 7.000 kWh (70 %) 4.000 kWh (40 %)
Strompreis 0,30 €/kWh 0,30 €/kWh
Jährliche Stromkosten (Netzbezug) 2.100 € 1.200 €
Einspeisevergütung 0,0794 €/kWh 0,0794 €/kWh
Jährliche Einspeisevergütung 555,80 € 317,60 €
Jährliche Stromkosten (Gesamt) 1.544,20 € 882,40 €
Jährliche Ersparnis 661,80 €

Durch den höheren Eigenverbrauch sparen Sie jährlich an Stromkosten. Dabei gilt: Je höher der Stromverbrauch, desto mehr lohnt sich ein HEMS. Die Investitionskosten amortisieren sich meistens innerhalb von 4 bis 7 Jahren.

Welche Arten von HEMS gibt es?

Es gibt verschiedene Arten von Home Energy Management Systemen (HEMS), die sich in ihrer technischen Umsetzung und im Funktionsumfang unterscheiden. Die Wahl des passenden Systems hängt von den Anforderungen, der gewünschten Kontrolle und der IT-Infrastruktur im Haushalt ab:

  • Lokale Systeme (offline, im Haus installiert): Diese Systeme laufen vollständig lokal auf einem Gerät im Haus, z. B. einem Energiemanager oder einem Gateway. Sie funktionieren unabhängig vom Internet und steuern alle Geräte direkt über das lokale Netzwerk. Vorteile sind hohe Datensicherheit, Unabhängigkeit von Cloud-Anbietern und schnelle Reaktionszeiten. Die Steuerung erfolgt meist über ein integriertes Display oder eine lokale Benutzeroberfläche.
  • Cloudbasierte Systeme (online, mit App-Steuerung): Bei diesen Systemen werden alle Energieflüsse und Steuerbefehle über eine zentrale Cloud-Plattform verwaltet. Nutzer können per App oder Web-Interface auf das System zugreifen. Cloud-Systeme bieten oft umfangreiche Auswertungen, regelmäßige Updates und KI-gestützte Optimierung. Voraussetzung ist eine stabile Internetverbindung.
  • Hybride Systeme (lokal mit Cloud-Unterstützung): Diese Systeme kombinieren die Vorteile beider Welten: Die Steuerung erfolgt lokal im Haus, aber bestimmte Funktionen – wie Fernzugriff, Updates oder intelligente Prognosen – laufen über die Cloud. So bleibt das System auch bei Internetausfall funktionsfähig, bietet aber gleichzeitig Komfortfunktionen wie App-Bedienung und datenbasierte Optimierung.

Wie wird ein HEMS installiert?

Die Installation eines Home Energy Management Systems (HEMS) erfolgt meist durch Fachbetriebe und erfordert eine sorgfältige Einbindung in die bestehende Energieinfrastruktur des Hauses. Damit alle Geräte optimal zusammenarbeiten, sind folgende Schritte notwendig:

  1. Ist-Analyse des Haushalts: Prüfung der vorhandenen Komponenten wie PV-Anlage, Speicher, Wallbox, Wärmepumpe, Smart Meter und Netzanschluss.
  2. Auswahl eines geeigneten HEMS: Entscheidung für ein lokales, cloudbasiertes oder hybrides System – abhängig von technischen Gegebenheiten und Nutzerwünschen.
  3. Installation des Energiemanagers: Einbau des zentralen Steuergeräts im Zählerschrank oder Technikraum, meist verbunden mit dem Stromzähler (per Kabel oder Funk).
  4. Einbindung des Smart Meters: Der intelligente Stromzähler liefert Echtzeitdaten über Erzeugung, Verbrauch und Netzbezug. Er bildet die Grundlage für die Steuerung.
  5. Verbindung der steuerbaren Geräte: Anbindung von PV-Anlage, Batteriespeicher, Wallbox, Wärmepumpe und Haushaltsgeräten über Schnittstellen (z. B. Modbus, WLAN, KNX).
  6. Netzwerkanbindung und App-Installation: Verbindung des Systems mit dem Heimnetzwerk oder der Cloud, Einrichtung der App oder Weboberfläche für Nutzerzugriff.
  7. Konfiguration und Priorisierung: Festlegung von Steuerregeln, Nutzerpräferenzen und Prioritäten z. B. wann das E-Auto laden oder der Speicher geladen werden soll.
  8. Testlauf und Übergabe: Funktionstest aller Komponenten, Einweisung des Nutzers und gegebenenfalls Optimierung der Einstellungen.

Bekannte Hersteller und Anbieter von HEMS

Zahlreiche Hersteller bieten Home Energy Management Systeme an – entweder als eigenständige Lösung oder als Teil eines größeren Energiesystems mit PV-Anlage, Speicher oder Wärmepumpe. Die folgende Tabelle zeigt eine Auswahl bekannter Anbieter, deren Besonderheiten und Herkunft:

Hersteller / Anbieter Funktionsumfang Herkunftsland
Bosch Smart-Home-Steuerung inkl. Energiemanagement, flexibel erweiterbar Deutschland
E3/DC Hauskraftwerk mit integriertem Energiemanagement und Notstromfähigkeit Deutschland
Fronius Fronius GEN24 mit integriertem Energiemanagement und Speichersteuerung Österreich
GridX Cloudbasierte Plattform mit dynamischer Steuerung und Echtzeitdaten Deutschland
my-PV Spezialisierung auf PV-Überschussnutzung für Warmwasser und Heizung Österreich
SENEC Komplettsystem mit PV, Speicher, Wallbox und HEMS aus einer Hand Deutschland
SMA Sunny Home Manager zur PV-optimierten Steuerung von Geräten Deutschland
TQ Energy Modulares HEMS mit Fokus auf PV, Speicher und Wallbox Deutschland
Viessmann Integriertes Energiemanagement für Wärmepumpe, Speicher und PV Deutschland

Fazit: Warum ein HEMS sinnvoll ist

Ein Home Energy Management System ist sinnvoll, weil es den Eigenverbrauch von selbst erzeugtem Strom gezielt steigert, den Netzbezug reduziert und dadurch die Stromkosten deutlich senkt. Es verknüpft PV-Anlage, Speicher, Wärmepumpe, Wallbox und andere Verbraucher intelligent miteinander, erkennt Verbrauchsmuster und optimiert den Energiefluss im Haus automatisch. Besonders in Kombination mit variablen Stromtarifen, E-Auto oder Wärmepumpe wird das volle Einsparpotenzial ausgeschöpft – bei gleichzeitig höherem Komfort und mehr Unabhängigkeit vom Strommarkt.

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