Zusammen mit einem marktführenden Hersteller haben wir ein langjährig bewährtes Produkt noch besser und fit für die Zukunft gemacht.

Die Electric Green Heating (EGH) Speicherheizungen sind elektrische Speicherheizung der neuesten Generation. Neben der Verwendung von unbedenklichen Materialien, wurden die Wärmerückhaltefähigkeit, die Steuerung und die Bedienung immer weiter verbessert. Die Geräte geben damit die gespeicherte Wärme viel gezielter an den Raum ab und steigern so die Energieeffizienz und den Wärmekomfort.

Die Technik ist so erprobt und ausgereift, dass wir optional eine Verlängerung der Teilegarantie von 15 Jahren anbieten.

Die große Besonderheit ist die Erweiterung um eine IoT-Funktionalität (Internet of things), die alle Geräte eigenständig über eine gesicherte Verbindung per Funk mit unseren IT-Systemen verbindet. Zukunft eingebaut.

Die zentrale Systemanbindung ist der größte Unterschied zu herkömmlichen Nachtspeicherheizungen und lokalen Steuersystemen.

Kernfunktionalität ist eine intelligente Beladesteuerung, die verhaltens- und witterungsabhängig die optimale und automatische Beladung der Geräte sicherstellt und damit einen signifikanten Beitrag zur Verbrauchsreduzierung der Geräte beiträgt. Eine leitungsgebundene, lokale Witterungssteuerung wird damit nicht mehr benötigt.

Hinweis: Die EGH Speicherheizungen verfügen zusätzlich über eine lokale Beladesteuerung, die eine Beladung auch ohne die Systemanbindung sicherstellt.

Weiter bietet die Systemanbindung einen Fernzugriff auf die Geräte, der im Wartungs- und Störungsfall vom Serviceteam für eine Unterstützung der Nutzer von Ferne und Störungsbeseitigung genutzt werden kann.

Weitere Funktionen der Systemanbindung sind Remote Updates, die die Geräte immer auf dem neuesten Stand halten sowie die Möglichkeiten der Nutzung dynamischer Tarife, einer Smart Grid Einbindung und die Bereitstellung einer Smartphone App für die Nutzer.

Die EGH Speicherheizungen lassen sich über ein modernes Display am Gerät einstellen. Dazu gehören insbesondere vorgeschriebene Einstellungen des Wochenprogramms und Änderungen der aktuellen Wunschtemperatur.

Die IoT-Funktionalität der Geräte ermöglicht auch die Steuerung der Geräte per Smartphone App. Dies ist in der Regel intuitiver und erleichtert damit in vielen Fällen die Bedienung der Geräte. Zusätzlich lassen sich Heizungen damit auch von Ferne einstellen. Dies kann Vorteile haben, wenn beispielsweise die Beladung der Heizung am Vorabend einer Urlaubsrückkehr wieder aktiviert werden soll oder ein hilfebedürftiger Nutzer, sich von Verwandten bei den Einstellungen unterstützen lässt.

Die Smartphone App kann kostenpflichtig von den Nutzern in den üblichen App-Stores heruntergeladen werden.

Obwohl im Neubau fast ausschließlich Wärmepumpen zum Einsatz kommen, gibt es im Gebäudebestand nach wie vor einfache Speicherheizungen mit einer installierten Leistung von mehr als 20 GW. Intelligente Speicherheizungen können aktiv die Energiewende unterstützen, indem sie als steuerbare Verbraucher in das Energiesystem integriert werden. Electric Green Heating hat in Zusammenarbeit ein auf Azure-Komponenten basierendes IoT-Backend gebaut, welches seit zwei Jahren ca. 3000 Speicherheizungen im Feld optimiert. Insbesondere im Zusammenspiel mit dynamischen Stromtarifen, intelligenten Messsystemen und §14a EnWG kann erhebliches Flexibilitätspotential genutzt werden.

In Deutschland stellen elektrische Speicherheizungen mit einer Gesamtleistung von über 20 Gigawatt nach wie vor einen signifikanten Anteil an der installierten Leistung im Stromnetz dar [1]. Viele dieser Geräte stammen aus einer Zeit, in der die Grundlast im deutschen Stromnetz durch Kernkraftwerke bereitgestellt wurde. Die so genannten Nacht-Speicherheizungen konnten in der Nacht mit günstigem Strom beladen (aufgeheizt) werden und die gespeicherte thermische Energie über den Tag verteilt abgeben.

Obwohl der Wirkungsgrad von Speicherheizungen mit „nur“ 100% (COP = 1) im Vergleich zu modernen Wärmepumpen oder Klimageräten (COP = 3 bis 5) deutlich im Nachteil ist, ist ein Technologiewechsel in vielen Bestandsgebäuden wirtschaftlich nicht sinnvoll:

• Speicherheizungen sind häufig in Gebäuden installiert, die im sozialen Wohnungsbau in den 1950ern bis 1970er Jahren entstanden sind.
• In diesen Gebäuden ist die Installation der für den zentralen Betrieb einer Wärmepumpe erforderlichen Wasserheizkreise mit sehr hohen Kosten verbunden.
• Eine Alternative zur Wärmepumpen-Zentralheizung sind dezentrale Luft-Luft-Wärmepumpen (so genannte „Split-Geräte“). Doch auch hierfür sind aufwendige Installationsarbeiten in den Wohnungen erforderlich.

Für diese Gebäude bieten moderne, intelligente Speicherheizungen eine sinnvolle und praktikable Lösung und bieten zudem weitere Vorteile: 

• Flexible Beladungsfenster erlauben eine flexible Energienutzung, indem die Geräte dynamisch auf Zeitfenster mit günstigen Strompreisen reagieren. Moderne Speicherheizungen laden sich dann auf, wenn ein Überschuss an Wind- oder Solarenergie im Netz verfügbar ist.
• Effizientere Isolation: Neue Speicherheizungen minimieren Wärmeverluste und halten die gespeicherte Energie länger verfügbar, bis sie benötigt wird.
• Fernsteuerbare Lüfter ermöglichen eine präzise Steuerung der Raumtemperatur und reagieren auf vorgegebene Temperaturprofile.
• IoT-Integration: Die Geräte lassen sich nahtlos in intelligente Netzwerke einbinden, um Daten zu analysieren und den Betrieb zu optimieren.
• Fehleranalyse aus der Ferne: Probleme können frühzeitig erkannt und behoben werden, oft bevor der Nutzer einen Komfortverlust bemerkt.

Von der Nachtspeicherheizung zur Speicherheizung für regenerativ erzeugten Strom

Diese Vorteile können zu einer deutlichen Verbesserung des Nutzererlebnisses führen: Bewohner profitieren von einer effizienteren Beladung der Geräte, die sich an Wetterprognosen und individuellen Heizprofilen orientieren. Sie können ihre Heizungen bequem über Apps steuern und erhalten transparente Informationen über Verbrauchs- und Einsparpotenziale. Zudem kann die Technologie genutzt werden, um den Heizstrombedarf flexibel an die Erzeugung anzupassen. Im Kontext der so genannten steuerbaren Verbrauchseinrichtungen nach §14a EnWG ergibt sich hier ein enormes Flexibilitätspotential im Stromnetz. Aktuell werden zur Ansteuerung der installierten Speicherheizungen 56% Rundsteuertechnik, 40% Zeitschaltung und 1% Fernwirktechnik eingesetzt (Rest keine Steuerung). Diese Technik gilt es durch intelligente Messsysteme (iMSys) zu ersetzen, die seit 2025 millionenfach ausgerollt werden.

Intelligente Steuerung durch IoT-Technologie

EGH Electric Green Heating GmbH hat in Zusammenarbeit eine IoT-Plattform implementiert und steuert damit bereits in der zweiten Heizperiode ca. 3000 in ganz Deutschland verteilte Speicherheizungen flexibel und intelligent an.

Kernstück ist dabei das IoT-Backend, welches die Steuerung und Überwachung der Geräte ermöglicht. Es basiert auf Cloud Services von Microsoft Azure. Diese bieten nicht nur Schnittstellenvielfalt, Skalierbarkeit und Ausfallsicherheit, sondern erlauben auch die Entwicklung individueller Steuerungs- und Optimierungsalgorithmen. Zudem sollte ganz bewusst kein proprietäres Energiemanagementsystem gebaut werden, sondern ein System, das im Wesentlichen aus Azure Standardkomponenten besteht.

Die wichtigsten Azure-Komponenten im IoT-Backend sind:

• Azure Data Explorer (ADX) für die Analyse großer Datenmengen.
• Azure Stream Analytics zur Verarbeitung von Echtzeitdaten.
• Azure Functions für die Ausführung spezifischer Steuerungslogiken.

Die Berechnung der individuellen Ladeprofile erfolgt in einer für die Plattform implementierten Optimierungskomponente. Parameter für die Optimierung sind u.a. die Außentemperaturprognose, der Restladezustand (SOC) des Speichers und die gewünschte Zieltemperatur des Bewohners. Hinzu kommt ein individueller Beladungskoeffizient, der auf historischen Daten zum Wärmeverlust der konkreten Wohnung basiert. Die Ladeprofile (Zeitfenster mit jeweils individueller Ziel-Kerntemperatur für die nächsten 24 Stunden) werden über das Hersteller-Backend an die Speicherheizungen übermittelt.

Darüber hinaus wurde ein Dashboard umgesetzt, welches umfangreiche Analysen effizient ermöglicht. Service-Mitarbeiter können beispielsweise Störungen frühzeitig erkennen und beheben, indem Anomalien auf Basis von historischen Messwerten erkannt werden. Nutzer erhalten Empfehlungen, wie sie den Komfort weiter verbessern können – etwa durch Anpassungen der Heizprofile oder eine Erhöhung der Beladung. Zudem wird die Umsetzung der Beladungsprofile überwacht, so dass bei Abweichungen Service-Einsätze automatisiert ausgelöst werden können.

Das gesamte IoT-System ist heute schon „§14a ready“. Wird im Gebäude ein intelligentes Messsystem nachgerüstet, können Messwerte über iMSys übertragen und Steuersignale vom Markt oder vom Netzbetreiber umgesetzt werden.

Erfahrung aus 2 Jahren Praxiseinsatz

Zur Vernetzung der Edge-Geräte mit einem lokalen Hub wurde zunächst eine auf 868 MHz basierende Funktechnologie eingesetzt. Inzwischen erfolgt die gesamte Datenübertragung direkt über ein LTE-Modul, das in jeder Speicherheizung integriert ist. Diese Umstellung hat die Datenqualität signifikant verbessert. Zudem wurde eine automatische Anpassung des Heizkoeffizienten eingeführt, um dynamisch auf unterschiedliche Verbrauchsprofile reagieren zu können. Beide Maßnahmen haben die Nutzerzufriedenheit deutlich gesteigert. Durch die Einführung einer benutzerfreundlichen Endkunden-App sollen die Interaktionsmöglichkeiten für den Endnutzer weiterhin verbessert werden. 

In keinem der Gebäude hat der zuständige Messstellenbetreiber bisher intelligente Messsysteme installiert, so dass die Steuerung weiterhin über klassische Rundsteuertechnik erfolgt. Durch die Verbindung mit iMSys können weitere Potentiale, etwa durch die Integration dynamischer Stromtarife, genutzt werden.

EGH Electric Green Heating GmbH

Die Nachtspeicherheizung wird zur Energiespeicherheizung. Im Zuge des immer weiteren Ausbaus der erneuerbaren Energien steht immer mehr Strom zur Verfügung welcher entsprechend auch in Form von Wärme gespeichert werden kann. Immer mehr Energieversorger und Netzbetreiber bieten bereist solche Tarife an.

Quellen
[1] https://www.ffe.de/wp-content/uploads/2020/12/Digitalisierung-Flexibiltaetsmarkt-Nachtspeicherheizungen-wie-passt-das-zusammen.pdf
[2] data.bundesnetzagentur.de/Bundesnetzagentur/SharedDocs/Mediathek/Monitoringberichte/MonitoringberichtEnergie2024.pdf