Heizen mit KI reduziert Energieverbrauch und CO₂-Emissionen

Angesichts des hohen Einsparpotenzials der Heizungssteuerung setzt das Forschungsprojekt SECAI auf Künstliche Intelligenz (KI) zur smarten Heizungssteuerung. Das System analysiert in Echtzeit Sensordaten aus Wohnungen, kombiniert sie mit Wetterprognosen und reguliert die Wärmezufuhr in Gebäuden individuell und bedarfsgerecht. So lassen sich nicht nur Heizkosten senken, sondern auch CO₂-Emissionen reduzieren, ohne Komforteinbußen für Bewohner.

Die intelligente Heizungssteuerung von SECAI senkt Kosten, reduziert den Energieverbrauch und ermöglicht individuelle Komforteinstellungen für Mietende – alles gesteuert über die SECAI-App.
Bild: Clipdealer

Auf der ISH in Frankfurt am Main am Wibutler Stand zeigte die Konsortialleitung anhand eines Demonstrators, wie sich die Einsparpotenziale realisieren lassen. In den Demonstrator sind eine Reihe unterschiedlicher Parameter eingeflossen, die Einfluss auf das Heizverhalten in einem Gebäude nehmen. Er visualisierte verschiedene Annahmen über die Konfiguration und Integration des Heizungssystems in das Gebäude.

Heizenergie sparen mit KI

Die erste Heizperiode (Oktober 2024 bis März 2025) im Projekt hat ergeben, dass die Vorlauftemperatur von Heizsystemen häufig höher eingestellt ist als nötig. Eine Absenkung um nur 3 °C könnte den Energieverbrauch um bis zu 18 % senken – ein enormes Einsparpotenzial, heißt es von der Forschungsvereinigung Elektrotechnik beim ZVEI e. V. (FE). Zudem beeinflusse das Verhalten der Mieter die Effizienz der Heizsysteme erheblich. Hier setzt SECAI an: Mit digitalen „Nudging“-Techniken gibt das System gezielte Hinweise, um energieeffizientes Verhalten zu fördern.

„Die KI-gestützte Heizungsoptimierung bietet Vorteile für alle Beteiligten: Betreiber von Wohnquartieren erhalten automatisierte, optimierte Heizpläne, die den Energieverbrauch senken und Kosten sparen. Mietende können über die SECAI-App ihre individuellen Komfortbedürfnisse einstellen und erhalten wertvolle Tipps zur Reduzierung ihres Energieverbrauchs“, sagt Dr. Florian Remark, Partner bei der Strategion GmbH und Konsortialleitung bei SECAI.

Edge-Cloud-Technologie für maximale Effizienz

SECAI kombiniert Edge- und Cloud-Technologien für eine präzise und sichere Heizungssteuerung. In den Wohnungen erfassen Sensoren Daten zu Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Nutzungsmustern. Diese bleiben lokal auf einem Edge-Device gespeichert, wo eine KI ein individuelles Modell für jede Wohnung erstellt. Ergänzend fließen nicht rückverfolgbare Modellparameter aus mehreren Gebäuden zusammen mit aktuellen Wetterdaten in ein cloudbasiertes Modell ein. Dadurch kann das System vorausschauend lernen, wie viel Wärme in jedem Gebäude benötigt wird, und die Wärmeerzeugung entsprechend anpassen.

Zudem hat SECAI den Anspruch, dass insbesondere auch ältere Gebäude durch Nachrüsten bzw. „Retrofitting“ für das Edge-Cloud-basierte-KI-System kompatibel sind. Hier profitieren sowohl Bestands- als auch Neubauten von den Vorteilen einer intelligenten Steuerung. Denn die Kosten der Ausstattung einer 4-Zimmer-Wohnung mit einem zentralen Steuergerät, fünf digitalen Stellantrieben, vier Temperatursensoren und einem Taster belaufen sich auf insgesamt ca. 1.500 €. Alle Komponenten sind dabei vorkonfiguriert und sofort nach Installation einsatzbereit – eine aufwendige Integration entfällt. SECAI skaliert damit nach Bekunden des ZVEI FE deutlich besser als herkömmliche Energieeffizienzmaßnahmen, wie bspw. Dämmung von Gebäuden.

Beitrag zur Energiewende

SECAI bietet durch geringen Zeit- und Kostenaufwand eine Möglichkeit, bestehende Heizsysteme effizienter zu machen, ohne teure Sanierungsmaßnahmen durchführen zu müssen. Das System eignet sich sowohl für Neubauten als auch für Bestandsgebäude und soll dazu beitragen, fossile Brennstoffe einzusparen.