Intelligentere Sicherungen, sicherere Wohnungen: Die verborgene Technik in Ihrem vernetzten Heim

Ein Elektrofahrzeug (Electric Vehicle, EV) wird in der Garage aufgeladen, während gleichzeitig die Kaffeemaschine läuft. Die Sonne geht auf und Solarpaneele erzeugen Energie für das Haus und speisen überschüssige Energie zurück ins Netz. Im Laufe des Tages passen sich intelligente Thermostate automatisch an, und Batterien speichern ungenutzte Energie.

„Wenn Sie ein Haus besitzen, denken Sie womöglich erst dann über das Thema Energie nach, wenn etwas schiefläuft. Da unsere Häuser aber inzwischen immer mehr Elektronik enthalten, achten wir mehr darauf, wie diese mit Strom versorgt wird und wo dieser Strom eigentlich herkommt“, so Henrik Mannesson, General Manager of Energy Infrastructure bei TI.

Ein Haus ist wahrscheinlich eine der größten Investitionen Ihres Lebens. Es wird auch zum Energiezentrum für die Technik, mit der Sie jeden Tag umgehen.

„Viele von uns investieren in EVs, Solarpaneele oder Batterie-Energiespeichersysteme und integrieren so Energiesysteme in ihre Häuser“, so Brandon Kanter, Systems Manager for Monitoring and Protection bei TI. „Außerdem existieren inzwischen mehr Anforderungen an den Ausfallsschutz, darunter beispielsweise Sicherheitsstandards wie UL1699, um Brände zu verhindern, den Energieverbrauch zu senken und die Häuser zu schützen.“

Was bedeutet das aber wirklich für Hauseigentümerinnen und -eigentümer?

Aufrechterhaltung der Sicherheit bei steigendem Energieverbrauch

Beim Integrieren von Anwendungen mit hohem Stromverbrauch in unser Zuhause möchten wir sicher sein, dass unsere Familie und unser Eigentum weiterhin geschützt sind. Intelligente Schutzsysteme können potenziell gefährliche Bedingungen frühzeitig erkennen und dabei helfen, Lichtbogenfehler, die Brände verursachen können, zu stoppen. Diese Lichtbogenfehler sind unbeabsichtigte elektrische Entladungen, die auftreten können, wenn beispielsweise ein Kabel oder ein Steckverbinder fehlerhaft ist.

Lichtbogenfehler verursachen jährlich Sachschäden in Höhe von 1,4 Milliarden US-Dollar, aber nicht alle Lichtbogen sind gefährlich. Daher müssen moderne Energiesysteme für Häuser in Echtzeit zwischen normalem Verhalten von elektrischem Strom und gefährlichen Zuständen unterscheiden können.

Sicherheitsbausteine wie Lichtbogenfehler- und Fehlerstromschutzschalter sind nicht neu. Da moderne Häuser jedoch immer intelligenter und vernetzter werden und sich die Anzahl der Hochspannungs-Elektrogeräte in unseren Häusern erhöht, müssen Sicherungen ebenfalls über intelligente Funktionen verfügen.

„Das Erkennen von Lichtbogenfehlern erfordert komplexe Intelligenz, die mit Edge-KI-fähigen Mikrocontrollern realisiert werden kann“, so Evan Lew, Marketing Manager for MSP Microcontrollers bei TI. „Unsere Mikrocontroller sind kostengünstig und klein und stellen die erforderlichen Rechenfunktionen und die nötige Leistungsfähigkeit für eine präzise Erkennung zur Verfügung.“

Mehr Komfort im Alltag

Ist ihr Haartrockner schon einmal aufgrund einer fälschlicherweise ausgelösten Sicherung plötzlich ausgegangen und hat ihr Zuhause in Dunkelheit getaucht, während Sie sich fertiggemacht haben? Produkte mit Bürstenmotoren wie Haartrockner oder Staubsauger können Lichtbogen erzeugen. Eine herkömmliche Sicherung erkennt dieses elektrische Verhalten und spricht möglicherweise falsch an, wodurch aus Sicherheitsgründen die gesamte Stromversorgung unterbrochen wird.

„Edge-KI-Modelle können diese Lichtbogenarten erkennen und dabei helfen, die Anzahl der falsch ausgelösten Leitungsschutzschalter zu reduzieren“, so Evan. „Ein zuverlässigeres System sorgt für mehr Komfort.“

Intelligente vernetzte Sicherungen können außerdem den Umgang mit einer ausgelösten Sicherung vereinfachen. Anstatt in Ihrer Garage nach dem Sicherungskasten suchen zu müssen, können Sie die Sicherung über Ihr Smartphone zurücksetzen oder Sie erhalten eine Benachrichtigung, wenn beispielsweise die für Ihren Kühlschrank zuständige Sicherung angesprochen hat. So ist sichergestellt, dass Ihr Essen nicht verdirbt.

Ein vernetztes Zuhause bringt jedoch noch mehr Komfort. Smarte Schutzschalter, intelligente Messsysteme und vernetzte Haushaltsgeräte können miteinander kommunizieren und sich untereinander koordinieren, sodass Aufgaben wie beispielsweise der Betrieb des Geschirrspülers aus Kostengründen automatisch dann durchgeführt werden, wenn die Stromtarife günstig sind.

Intelligentes Energiemanagement in einem vernetzten Zuhause

Wenn Sie ein EV besitzen, sollten Sie es zu Zeiten niedriger Energiekosten laden. Wie aber können Sie den Überblick darüber behalten, wann genau Sie Energie verbrauchen und wo Optimierungen notwendig sind?

Halbleitertechnologien sind der Schlüssel zur Bereitstellung von Daten, mit denen wir intelligentere Entscheidungen hinsichtlich unseres Verbrauchs treffen können. Bausteine zum Überwachen und Steuern des Ladevorgangs können dabei helfen, die optimale Zeit zum Laden Ihres EVs zu ermitteln, und Lastmanagement-Bausteine können nicht benötigte Haushaltsgeräte ausschalten, solange niemand zu Hause ist.

Hochpräzise analoge Technologie extrahiert wertvolle Daten von intelligenten Messsystemen oder Signale von Sicherungen. Anschließend werden diese Daten von Edge-KI-Systemen ausgewertet, um Anomalien wie beispielsweise Fehler oder ausgefallene Geräte zu identifizieren. Außerdem lässt sich ermitteln, ob der Verbrauch in einem bestimmten Bereich des Hauses höher als normal ist, und diese Daten werden für Sie gesammelt.

„Wenn Sie ein Energiespeichersystem oder einen tragbaren Akkupack besitzen, können Sie Ihr Haus während eines Stromausfalls sogar in einen Stromsparmodus versetzen, bestimmte Haushaltsgeräte ausschalten und die Lebensdauer der Batterie durch intelligente Lastüberwachung verlängern“, so Brandon.

Die Zukunft des vernetzten Heims

In den nächsten fünf Jahren wird Solarenergie 80 % des globalen Zuwachses an erneuerbarer Energie ausmachen.

Unsere Erwartungen ändern sich jedoch nicht. Uns ist weiterhin wichtig, dass sich unsere Familien in ihrem Zuhause sicher fühlen. Wir möchten, dass die Lichter angehen, das Auto aufgeladen wird und die Systeme im Hintergrund funktionieren, ohne dass wir uns damit näher beschäftigen müssen.

Durch die Integration von immer mehr Haushaltsgeräten in unsere Häuser werden Leitungsschutzschalter, intelligente Messsysteme und andere intelligente Technologien zur treibenden Kraft, um unseren Energieverbrauch intelligent und unser Leben sicher und komfortabel zu gestalten.

„Stellen Sie sich vor, eine App auf Ihrem Smartphone könnte Ihre komplette Nutzung und Ihren Gesamtverbrauch visualisieren und verwalten“, so Brandon. „Dies wird zur Realität. In den nächsten Jahren werden Energiedaten an die Hauseigentümerinnen und -eigentümer weitergeleitet anstatt nur an die Stromversorger. Aber unabhängig davon, wo die Intelligenz im Einzelfall angesiedelt ist, entwickelt TI die dafür benötigte Technologie.“