KI erkennt Sparpotenzial bei Wärmepumpen

Wie lässt sich beim Heizen mit der Wärmepumpe Energie sparen? Antworten darauf liefert ein ETH-Forschungsprojekt, welches sich Künstliche Intelligenz (KI) zu Nutzen macht. Als Projektpartner stellt EKZ Smart-Meter-Daten sowie Erkenntnisse aus Energieberatungen zur Verfügung. Diese ermöglichen es bereits heute, konkrete Einsparpotenziale zu erkennen.

Martina Bieler
31. August 2023
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Wärmepumpenoptimierung gewinnen

Durch eine Wärmepumpenoptimierung lässt sich im doppelten Sinne Geld sparen. Eine optimale Einstellung reduziert nicht nur die Energiekosten, sondern verlängert auch die Lebensdauer der Wärmepumpe. Sind Sie an einer Wärmepumpenoptimierung interessiert? Mit etwas Glück gehören Sie zu den insgesamt 10 Gewinnerinnen oder Gewinnern einer solchen Optimierung. Nehmen Sie jetzt an unserer Verlosung teil!

Durch eine Wärmepumpenoptimierung lässt sich im doppelten Sinne Geld sparen. Eine optimale Einstellung reduziert nicht nur die Energiekosten, sondern verlängert auch die Lebensdauer der Wärmepumpe. Sind Sie an einer Wärmepumpenoptimierung interessiert? Mit etwas Glück gehören Sie zu den insgesamt 10 Gewinnerinnen oder Gewinnern einer solchen Optimierung. Nehmen Sie jetzt an unserer Verlosung teil!

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Wärmepumpen spielen bei der Energiewende eine zentrale Rolle. Sie tragen dazu bei, die Wärmeversorgung der Gebäude von der Abhängigkeit fossiler Brennstoffe zu befreien. Eine Herausforderung dabei: Viele der Wärmepumpen, die aktuell in Betrieb sind, verbrauchen aufgrund falscher Einstellungen zu viel Strom. Was bedeutet «zu viel»? Für eine Studie der Universität Bamberg wurden die Daten von Wärmepumpenoptimierungen der EKZ-Energieberatung ausgewertet. Dabei zeigte sich, dass bei der Hälfte der Fälle Effizienzgewinne von durchschnittlich 1805 Kilowattstunden pro Jahr erreicht wurden. Dies entspricht einem Einsparpotenzial von 12.5 Prozent. 

Optimierungspotenzial mittels Algorithmen erkennen

Um Falscheinstellungen künftig zu reduzieren und die Effizienz von Wärmepumpen zu steigern, hat EKZ im Jahr 2021 zusammen mit der ETH Zürich und weiteren Partnern das vom BFE unterstützte Forschungsprojekt KIWO (künstliche Intelligenz in der Wärmepumpenoptimierung) lanciert. «Das Projekt verfolgt das Ziel, mögliches Optimierungspotenzial mittels Algorithmen zu erkennen», sagt Marina Gonzalez Vaya, Leiterin New Technology bei EKZ. Möglich machen dies Smart-Meter-Daten, welche die EKZ-Energieberatung im Rahmen des Projekts für Forschungszwecken liefert. Zusätzlich werden unter anderem Wetter- und Gebäudedaten miteinbezogen. Die Resultate kommen den EKZ-Kundinnen und -Kunden zugute: Wird ein signifikantes Einsparpotenzial erkannt, erhalten diese in Zukunft über den EKZ-Energieassistenten einen Hinweis, die Einstellungen durch die Energieberatung überprüfen zu lassen. «Dafür werden die bis anhin gewonnenen Erkenntnisse ab Herbst 2023 laufend in den Energieassistenten integriert», sagt Lorenz Deppeler, Leiter der EKZ-Energieberatung.

Wärmepumpen spielen bei der Energiewende eine zentrale Rolle. Sie tragen dazu bei, die Wärmeversorgung der Gebäude von der Abhängigkeit fossiler Brennstoffe zu befreien. Eine Herausforderung dabei: Viele der Wärmepumpen, die aktuell in Betrieb sind, verbrauchen aufgrund falscher Einstellungen zu viel Strom. Was bedeutet «zu viel»? Für eine Studie der Universität Bamberg wurden die Daten von Wärmepumpenoptimierungen der EKZ-Energieberatung ausgewertet. Dabei zeigte sich, dass bei der Hälfte der Fälle Effizienzgewinne von durchschnittlich 1805 Kilowattstunden pro Jahr erreicht wurden. Dies entspricht einem Einsparpotenzial von 12.5 Prozent. 

Optimierungspotenzial mittels Algorithmen erkennen

Um Falscheinstellungen künftig zu reduzieren und die Effizienz von Wärmepumpen zu steigern, hat EKZ im Jahr 2021 zusammen mit der ETH Zürich und weiteren Partnern das vom BFE unterstützte Forschungsprojekt KIWO (künstliche Intelligenz in der Wärmepumpenoptimierung) lanciert. «Das Projekt verfolgt das Ziel, mögliches Optimierungspotenzial mittels Algorithmen zu erkennen», sagt Marina Gonzalez Vaya, Leiterin New Technology bei EKZ. Möglich machen dies Smart-Meter-Daten, welche die EKZ-Energieberatung im Rahmen des Projekts für Forschungszwecken liefert. Zusätzlich werden unter anderem Wetter- und Gebäudedaten miteinbezogen. Die Resultate kommen den EKZ-Kundinnen und -Kunden zugute: Wird ein signifikantes Einsparpotenzial erkannt, erhalten diese in Zukunft über den EKZ-Energieassistenten einen Hinweis, die Einstellungen durch die Energieberatung überprüfen zu lassen. «Dafür werden die bis anhin gewonnenen Erkenntnisse ab Herbst 2023 laufend in den Energieassistenten integriert», sagt Lorenz Deppeler, Leiter der EKZ-Energieberatung.

3 Fragen an den Experten

Dem Forschungsprojekt KIWO liegen Smart-Meter-Daten zu Grunde, die aus den vergangenen beiden Wintern gewonnen wurden. Weitere Daten sollen aus dem anstehenden Winter 23/24 dazukommen. Über den bisherigen Projektverlauf berichtet ETH-Projektverantwortlicher Tobias Brudermüller:

Tobias Brudermüller, was sind aus Ihrer Sicht die wichtigsten Erkenntnisse aus dem KIWO-Projekt?

Basierend auf 15-minütigen Smart-Meter-Daten können wir anhand von Algorithmen mittlerweile erkennen, um welchen Wärmepumpen-Typ es sich handelt und das Schaltverhalten bewerten. Ausserdem lässt sich identifizieren, ob wichtige Einstellungen wie die Nachtabsenkung, die Heizkurve oder die Heizgrenze der Norm entsprechen, oder ob Optimierungen nötig sind. Das Gute an den Smart-Meter-Daten ist dabei, dass wir damit auch Wärmepumpen erreichen können, die nicht mit dem Internet verbunden sind.

Gibt es von den bisherigen Ergebnissen etwas, das Sie überrascht hat?

Überrascht nicht unbedingt, aber wir haben festgestellt, dass bei praktisch allen Modellen Optimierungspotenzial vorhanden ist und dass sich Verbesserungen mit vergleichsweise wenig Aufwand erzielen lassen. Um verlässliche Aussagen machen zu können, ist zudem der Einbezug der Wetterdaten absolut zentral.

Welche Learnings ziehen Sie aus der ersten Forschungsphase?

Es ist für uns wichtig, nicht nur die Wärmepumpe, sondern das gesamte Heizsystem und die damit verbundenen Komponenten zu betrachten. Die Heizungssteuerung, die Aufbereitung von Brauchwarmwasser oder die Wärmeverteilung sind unter anderem häufig Ursachen für Energie-Effizienz-Verluste. Je mehr Kontextinformationen wir haben und je genauer wir wissen, wo Verluste entstehen, desto eher haben wir Hinweise darauf, wann und wie diese kompensiert werden können.

3 Fragen an den Experten

Dem Forschungsprojekt KIWO liegen Smart-Meter-Daten zu Grunde, die aus den vergangenen beiden Wintern gewonnen wurden. Weitere Daten sollen aus dem anstehenden Winter 23/24 dazukommen. Über den bisherigen Projektverlauf berichtet ETH-Projektverantwortlicher Tobias Brudermüller:

Tobias Brudermüller, was sind aus Ihrer Sicht die wichtigsten Erkenntnisse aus dem KIWO-Projekt?

Basierend auf 15-minütigen Smart-Meter-Daten können wir anhand von Algorithmen mittlerweile erkennen, um welchen Wärmepumpen-Typ es sich handelt und das Schaltverhalten bewerten. Ausserdem lässt sich identifizieren, ob wichtige Einstellungen wie die Nachtabsenkung, die Heizkurve oder die Heizgrenze der Norm entsprechen, oder ob Optimierungen nötig sind. Das Gute an den Smart-Meter-Daten ist dabei, dass wir damit auch Wärmepumpen erreichen können, die nicht mit dem Internet verbunden sind.

Gibt es von den bisherigen Ergebnissen etwas, das Sie überrascht hat?

Überrascht nicht unbedingt, aber wir haben festgestellt, dass bei praktisch allen Modellen Optimierungspotenzial vorhanden ist und dass sich Verbesserungen mit vergleichsweise wenig Aufwand erzielen lassen. Um verlässliche Aussagen machen zu können, ist zudem der Einbezug der Wetterdaten absolut zentral.

Welche Learnings ziehen Sie aus der ersten Forschungsphase?

Es ist für uns wichtig, nicht nur die Wärmepumpe, sondern das gesamte Heizsystem und die damit verbundenen Komponenten zu betrachten. Die Heizungssteuerung, die Aufbereitung von Brauchwarmwasser oder die Wärmeverteilung sind unter anderem häufig Ursachen für Energie-Effizienz-Verluste. Je mehr Kontextinformationen wir haben und je genauer wir wissen, wo Verluste entstehen, desto eher haben wir Hinweise darauf, wann und wie diese kompensiert werden können.

Tobias Brudermüller ist von Seiten ETH für das KIWO-Projekt verantwortlich.
Foto: zvg

Am Forschungsprojekt beteiligen

Sind Sie im Besitz einer Wärmepumpe und möchten sich am Forschungsprojekt KIWO (künstliche Intelligenz in der Wärmepumpenoptimierung) beteiligen? Voraussetzung dafür ist, dass Sie einen Smart Meter, aber keine PV-Anlage installiert haben. Nehmen Sie bei Interesse mit unserer Energieberatung Kontakt auf: energieberatung@ekz.ch.

Sind Sie im Besitz einer Wärmepumpe und möchten sich am Forschungsprojekt KIWO (künstliche Intelligenz in der Wärmepumpenoptimierung) beteiligen? Voraussetzung dafür ist, dass Sie einen Smart Meter, aber keine PV-Anlage installiert haben. Nehmen Sie bei Interesse mit unserer Energieberatung Kontakt auf: energieberatung@ekz.ch.