Der Gebäudesektor ist für mehr als 35 Prozent der Treibhausgas-Emissionen in Deutschland verantwortlich. Unter anderem durch KI-basierte Steuerung der Gebäudetechnik kann die Energienutzung optimiert – und damit der Verbrauch gesenkt werden.
Neben KI-basierten Technologien gibt es eine Vielzahl anderer Lösungen, um die Energieeffizienz von Gebäuden zu steigern:
- Automatisierte Energiemanagementsysteme: Diese regeln Heizung, Kühlung und Beleuchtung auf Basis von vordefinierten Programmen und Sensoren.
- Integration erneuerbarer Energien: Der Einsatz von Solar- und Windkraft mit Speicherlösungen trägt zur Reduzierung von Emissionen bei, gesteuert durch intelligente, aber nicht KI-abhängige, Technik.
- Effiziente Bauweise: Hochwertige Dämmung und passive Baukonzepte senken den Energieverbrauch auf bewährte Weise.
Digital und intelligent: Zukunftsfähige Energiemanagementsysteme
Energieeffiziente Gebäude setzen künftig vermehrt auf digitale und vor allem smarte Energiemanagementsysteme. Durch smarte Gebäudetechnik und intelligente Stromversorgungssysteme können Informationen ausgetauscht und der Energieverbrauch aller angeschlossenen Systeme in Echtzeit überwacht werden. Die (KI-)Analytik ermittelt Energiesparpotentiale, maschinelles Lernen erkennt Muster bei der Energienutzung. Dadurch kann die Energieverteilung vorausschauend angepasst werden.
Fortschrittliche Sensoren und Automatisierungssysteme spielen eine zentrale Rolle in Bezug auf moderne Energietechnik: Durch sie kann Energieverschwendung bestmöglich vermieden werden – aber auch die Zuverlässigkeit lässt sich besser gewährleisten. Denn: Überlasteten Stromkreisen wird automatisch vorgebeugt.
Die Digitalisierung ermöglicht es Nutzern energieeffizienter Gebäude, stets einen Überblick über die angeschlossenen Systeme, deren Verbrauch und den damit verbundenen Kosten zu behalten. Auf diese Weise erlauben zukunftsfähige Energiemanagementsysteme volle Transparenz und Kontrolle.
Effizienz auch in Krisensituationen – dank der intelligenten Ressourcenschonung
Auch auf reduzierte Stromerzeugung in Notsituationen kann smarte Gebäudetechnik reagieren. Durch die vorausschauende, automatische Steuerung der Systeme kann beispielsweise gespeicherte Energie so effizient eingesetzt werden, dass es erst einmal nicht zu Ausfällen essentieller Geräte kommen muss.
Grüne Energie statt fossiler Ressourcen: Implementierung erneuerbarer Energien
Energietechnik der Zukunft setzt vermehrt auf erneuerbare Energien. Solar- und Windkraft sowie Geothermie stellen unerschöpfliche Ressourcen dar, mit denen der Bedarf konventioneller Energie und damit CO2-Emissionen minimiert werden können. So liegt das Ziel des Netto-Null-Hauses ein ganzes Stück näher. Systeme wie PV-Anlagen und Wärmepumpen werden in die smarte Gebäudetechnik integriert, um überwacht und intelligent gesteuert werden zu können.
Innovative Möglichkeiten, überschüssige Energie zu speichern: Moderne Energiespeichertechnologien
Bei der Energieoptimierung durch smarte Gebäudetechnik spielt künftig vor allem die Energiespeicherung eine bedeutende Rolle. Weil die Energie-Produktionsbedingungen nicht das ganze Jahr über optimal ausfallen und trotzdem eine konstante Energieversorgung gewährleistet werden soll, muss überschüssige Energie künftig noch effizienter gespeichert werden können.
Energietechnik der Zukunft ist smart
Zukunftsfähige Energietechnik setzt auf ein komplexes Zusammenspiel aus smarter Gebäudetechnik, regenerativer Energien und deren Speichermöglichkeiten. Wohn- und Zweckgebäude beziehen einen größeren Teil ihrer Energie dezentralisiert und senken ihren Energieverbrauch vollautomatisch, um einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Gleichzeitig wird Nutzern dank der Digitalisierung ein transparenter Überblick über den Energieverbrauch und die damit verbundenen Kosten geboten – aber auch die Benutzerfreundlichkeit kann dank smarter Energietechnik verbessert werden.
- Dezentrale Energieversorgung: Gebäude nutzen zunehmend eigene Energiequellen, wie Photovoltaik-Anlagen auf Dächern oder Mini-Windkraftanlagen. Diese dezentralen Systeme tragen zur Reduzierung der Abhängigkeit vom Stromnetz bei und fördern eine nachhaltige Energieproduktion.
- Automatisierte Energiesteuerung: Smarte Gebäudetechnik verwendet Sensoren und KI-Algorithmen, um den Energieverbrauch in Echtzeit zu überwachen und anzupassen. Beispielsweise können Heiz- und Beleuchtungssysteme automatisch optimiert werden, um Energieverluste zu minimieren.
- Energiespeicherung: Fortschritte in der Batterietechnik und in kreativen Speichersystemen wie der Nutzung überschüssiger Energie für Wärmespeicher helfen dabei, Energie effizienter zu speichern und bei Bedarf abzurufen.
- Transparenz und Nutzerfreundlichkeit: Mithilfe digitaler Plattformen erhalten Nutzer detaillierte Einblicke in ihren Energieverbrauch und -kosten. Smart Meter und Apps bieten Statistiken und Tipps zur Optimierung des Verbrauchs.
Während stetig Innovationen in den Bereichen der smarten Gebäudetechnik und Implementierung regenerativer Energien geboten werden, steht die Energiespeicherung noch vor Herausforderungen. Zukunftsfähige Energiespeichersysteme speichern überschüssige Energie aus beispielsweise PV-Anlagen und geben diese erst bei Bedarf wieder ab, um die Nutzung konventioneller Energie weiter drastisch zu reduzieren.
Es gibt viele spannende Innovationen und Forschungsansätze im Bereich der Energiespeicherung, die darauf abzielen, eine zuverlässige und nachhaltige Energieversorgung zu gewährleisten:
- Mechanische Energiespeicherung: Dazu zählen Lösungen wie komprimierte Luftspeicherung, bei der überschüssige Energie von Windparks genutzt wird, und Schwerkraftspeicherung, die Energie speichert, indem sie schwere Gewichte hebt und bei Bedarf wieder absenkt, um Strom zu erzeugen. Diese Systeme bieten eine saubere und langlebige Methode, Energie zu speichern.
- Elektrochemische Batterien: Hier sind Flow-Batterien ein innovatives Beispiel. Sie speichern große Mengen Energie und sind besonders geeignet, um Netze zu stabilisieren. Forschungen arbeiten daran, Materialien zu finden, die die Effizienz und Umweltfreundlichkeit dieser Batterien weiter verbessern.
- Thermische Energiespeicher: In Finnland werden sogenannte Sandbatterien eingesetzt, die Sand erhitzen und diese Wärme für die kalten Wintermonate speichern. Dies bietet eine einfache, aber effektive Möglichkeit, Energie langfristig zu speichern.
- Forschung und Entwicklung: Universitäten wie das Massachusetts Institute of Technology (MIT) untersuchen, wie Energiespeichertechnologien den Übergang zu sauberen Energien beschleunigen können. Sie erforschen auch die Integration dieser Speicherlösungen mit erneuerbaren Energien wie Solar- und Windkraft.
Diese Innovationen zeigen, dass es zahlreiche vielversprechende Ansätze gibt, um die Energiespeicherung effizienter zu gestalten und so den Einsatz fossiler Energien weiter zu reduzieren.
Weitere Inhalte zu Energietechnik der Zukunft
FAQ: Häufig gestellte Fragen
Welche innovativen Technologien können den Energieverbrauch in zukunftsfähigen Gebäuden signifikant reduzieren?
Smart-Building-Technologien helfen künftig dabei, den Energieverbrauch in Wohn- und Zweckgebäuden erheblich zu reduzieren. Es wird davon ausgegangen, dass smarte Gebäudetechnik bis zu 40 Prozent des Energieverbrauchs senken kann. Das Internet of Things (IoT) ermöglicht eine Vernetzung smarter Heiz-, Klimatisierungs-, Lüftungs- und Sicherheitssysteme. Mit Hilfe künstlicher Intelligenz können Informationen in Echtzeit überwacht und analysiert werden – die automatische Steuerung ermöglicht es, das Energieeinsparungspotential optimal auszunutzen. Beispielsweise, indem nicht verwendete Geräte automatisch abgeschaltet werden. Das lernende System erkennt Muster im Energieverbrauch – und stimmt diesen vorab auf die Bedürfnisse der Nutzer ab.
Wie können erneuerbare Energien effektiv in die Energieversorgung von nachhaltigen Gebäuden integriert werden?
Um den CO2-Fußabdruck des Gebäudesektors zu verbessern, wird erneuerbaren Energien schon bei der Gebäudeplanung mehr und mehr Beachtung geschenkt. Sie ermöglichen eine dezentrale Energieversorgung, liefern eine gewisse Unabhängigkeit und sorgen für einen umweltfreundlichen Umgang mit Ressourcen. Damit die gewonnene Energie im Wohn- oder Zweckgebäude effizient eingesetzt werden kann, lassen sie sich mit smarter Gebäudetechnik vernetzen, die wiederum auf Basis von Analysen Potential zur Einsparung von Energie aufdeckt und nutzt, indem sie angeschlossene Systeme intelligent steuert.
Welche Rolle spielen die intelligente Steuerung und Gebäudeautomatisierung bei der Optimierung des Energieeinsatzes in modernen Bauwerken?
Durch die intelligente Gebäudesteuerung können alle miteinander vernetzten Systeme (beispielsweise Heizung, Klimaanlagen, Beleuchtungen und Fenster) miteinander in Einklang gebracht werden. Smart Home Systeme nutzen künstliche Intelligenz, um die von Sensoren übertragenen Daten zu sammeln und auszuwerten – der Energieverbrauch wird also in Echtzeit überwacht. Besteht aufgrund von Einsparungsmöglichkeiten Anpassungsbedarf, ist eine automatisierte Steuerung durch Aktoren möglich. Werden beispielsweise bestimmte Geräte nicht genutzt, können diese automatisch abgeschaltet werden, um Strom zu sparen.