„Selbstlernende Smart Home Systeme stehen in den Startlöchern“

Prof. Dr. Thorsten Schneiders, Professor für Energiespeicherung an der Technischen Hochschule Köln, erforscht die Anwendung von Smart Home Systemen. Als Leiter des Projektes „SmartHome Rösrath“ untersucht er, wie viel Energie sich durch das vernetzte Zuhause sparen lässt und wie groß die Akzeptanz beim Endverbraucher ist. Wir haben mit ihm über die Zukunft von Smart Home gesprochen - über Anwendungsbereiche, aktuelle Probleme und die Herausforderungen von morgen.

Herr Schneiders, kurz für unsere Leser erläutert: Was ist Smart Home?

Smart Home ist die Möglichkeit, viele Dinge im Haushalt über eine Internetplattform bzw. eine App zu programmieren und zu steuern. Dies geschieht mittels smarter Komponenten, wie z.B. fernsteuerbaren Lampen, Steckdosen oder Heizungsthermostaten sowie Sensoren, die an Türen und Fenstern registrieren, wenn diese geöffnet sind. Wesentlich dabei ist, dass die Geräte über eine Plattform, also ein zentrales Steuergerät – die sogenannte „Home Base“ – zusammengeschaltet sind. Ein solches System erlaubt die Fernsteuerung in den Wohnräumen. Ich kann damit zum Beispiel von unterwegs überprüfen, ob ich aus Versehen mein Bügeleisen angelassen habe odereines meiner Fenster ungewollt offen steht. Wird es in meiner Abwesenheit unbefugt geöffnet, erhalte ich ein Warnsignal aufs Handy.

Welche Smart Home Produkte sind heute schon alltagstauglich?

Es gibt zahlreiche Anbieter und eine Vielzahl an Komponenten auf dem Markt. Dabei ist zwischen drei unterschiedlichen Kommunikationstechnologien zu unterscheiden. Das erste sind busbasierte, d.h. kabelgebundene Systeme. Diese erfordern die Verlegung von Kabeln für die Datenübertragung in der Wand. Sie werden vorrangig in Gewerbeimmobilien oder Bürogebäuden eingesetzt. Die zweite Lösung funktioniert über fernsteuerbare Klemmen, die man an den Stromleitungen befestigt. Die Schaltzentrale hierzu, die Signale über die Klemmen empfängt und sie steuert, befindet sich im Sicherungskasten des Kellers. 

Für die beiden ersten Varianten benötigt man einen Fachmann, der die Installation und die Programmierung übernimmt. Variante drei, die funkbasierenden Systeme, können Anwender auch selbst einbauen. Hier werden die einzelnen Komponenten einfach auf die Steckdosen aufgesteckt oder an Heizung und Türen montiert, ohne dass irgendwelche Umbaumaßnahmen im Zuhause nötig sind. Eine App und eine Webplattform ermöglichen dann die selbstständige Programmierung nach individuellen Wünschen. 

Was ist, wenn die Kaffeemaschine jeden Morgen um 8 Uhr automatisch Kaffee kochen soll oder der Staubsaugerroboter immer dann reinigen soll, nachdem ich das Haus verlassen habe? Lassen sich Haushaltsgeräte auch problemlos mit der Smart Home Zentrale verknüpfen?

Noch können die Nutzer nicht alle Komponenten beliebig miteinander verknüpfen. Da bestimmt der Anbieter des Systems, welche Geräte für sein Smart Home System kombiniert werden können. Man kann aber viele Haushaltsgeräte einfach mit einer fernsteuerbaren Steckdose versehen. Dann programmiert man zwar nicht direkt das Haushaltsgerät, kann aber festlegen, wann das Gerät ein- und ausgeschaltet wird. Komfortabel kann dann z.B. sein, dass ich an meinem Bett eine smarte Lampe als Wecker habe. Wenn die morgens angeht, wird auch die Kaffeemaschine über die fernsteuerbare Steckdose aktiviert. Kaffee und Wasser müsste ich aber noch selbst einfüllen.

Was erleben Sie bei Ihren Forschungsprojekten: Inwiefern macht ein Smart Home den Alltag leichter?

Wir untersuchen die Nutzung von Smart Home vor allem als Alternative zur energetischen Sanierung von älteren Wohngebäuden. Hier kann man mit einer Smart Home Steuerung viel Energie einsparen. So kann ich durch fernsteuerbare Heizungsthermostate Abwesenheitszeiten festlegen und die Wohnraumtemperatur wunschgemäß steuern. Solche Anpassungen machen nicht nur die Investition in ein Smart Home lohnenswert, sondern erlauben mir auch eine deutlich komfortablere Regelung meiner Heizung. 

Zum anderen haben wir bei den 120 Haushalten, die mit uns in das Smart Home Projekt gestartet sind, erlebt, dass die Bewohner das Smart Home System für weitere Zwecke nutzen möchten. Sie integrierten Komponenten wie Fenstersensoren und Rauch- und Bewegungsmelder als Alarmanlage. Weiterentwickelt haben die Bewohner das System dann eigenhändig, zum Beispiel mit dem Komfort von automatisch dimmbaren Lampen oder vorprogrammierten Geräten.

Dass ein solches System Daten produziert, die nicht für jedermann zugänglich sein sollen, liegt auf der Hand. Viele Menschen fragen sich dennoch: Wie sicher ist das Smart Home?

Bei dem System, mit dem wir arbeiten, gehen nur wenige Daten nach außen. In der Cloud werden lediglich Schaltdaten gesammelt sowie der Stromverbrauch. Dass diese Daten sicher vor Zugriffen von außen sind, das wird in der Branche sehr ernst genommen. Einige Hersteller haben sich daraufhin mittlerweile zertifizieren lassen. 

Was sind die Herausforderungen an das Smart Home von Morgen?

Als Kunde will man nicht davon ausgehen, dass die Produkte von Hersteller A und B nicht kompatibel sind, sondern das Smart Home nach den eigenen Wünschen zusammenstellen. Hier müssen Lösungen gefunden werden, wie die Komponenten besser zueinander passen und noch komfortabler in solche Hausautomatisierungen eingebunden werden können. Zu überdenken ist auch die Bedienung der Steuerungsoberflächen. Die Apps könnten noch benutzerfreundlicher werden. 

Welche Geräte im Haushalt können demnach noch smarter werden?

In der Küche gibt es schon einige Entwicklungen, die dahin reichen, dass eine Kamera den Salatkopf in der Spüle erkennt und automatisch das kalte Wasser anstellt. Auch erkennen bereits Systeme über eine Kamera, dass die Putzfrau da ist, und schalten ihr in allen Räumen den Lieblingsradio-Sender ein. 

Viel passieren kann auch im Bereich der vereinfachten Steuerung: über Sprach- und Gestenerkennung bis hin zu ganz eigenständigen, automatischen Abläufen. Erste selbstlernende Systeme stehen in den Startlöchern: Da wird z.B. ein Sensor im Raum befestigt, der über zwei Wochen die Anwesenheitszeiten der Bewohner feststellt und somit lernt, wann die Heizung benötigt wird. Ein anderes Beispiel ist ein intelligenter Fußboden, der erkennt, ob jemand gestolpert oder gefallen ist. Das ist vor allem in Wohnbereichen mit älteren Menschen interessant, da in diesem Fall ein Warnsignal an Betreuer ausgelöst wird.

Also werden wir in Zukunft alle in einem vernetzten Zuhause leben?

Ich denke, dass smarte Geräte und Steuerungen per App immer mehr zum Alltag gehören werden. Ich selbst halte ein Smart Home System für sinnvoll, wenn man mit Energieeinsparungen, höherem Komfort und besserer Sicherheit einen mehrfachen Nutzen hat. 

Oder wenn man in Richtung Energiewende denkt: Wer z.B. eine Solaranlage im Haus hat, die an das Smart Home System gekoppelt ist, und so der Waschmaschine kommunizieren kann, wann Solarstrom vorhanden ist, kommen wir der Eigenversorgung ganz nahe. Unsere Forschungen haben ergeben, dass man mit dieser Kombination aus Photovoltaik-Anlage, Stromspeicher und intelligenter Haussteuerung bis zu 70 Prozent des eigenen Strombedarfs selbst decken kann.