Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) hat entscheidend dazu beigetragen, Haushalte, Autos und eine Vielzahl von Geräten intelligenter zu machen: das intelligente Haus (Smart Home), das intelligente Auto, das Smartphone und vieles mehr. Dank der ständigen Weiterentwicklung des IoT werden diese Geräte auch immer umweltfreundlicher, denn sie verbessern die Energieeffizienz. Dieses Konzept bezeichnet man als „Green IoT“, d. h. die Nutzung von IoT-Funktionen zur Optimierung des Energieverbrauchs von Smart Homes durch einen mehrgleisigen Ansatz. Dazu zählen beispielsweise moderne Thermostate, die mit vernetzten Sensoren für eine optimierte Heizungs- und Kühlungssteuerung sorgen, Bewässerungssysteme mit Wetterüberwachung, die mit erneuerbaren Energiequellen betrieben werden und die Bewässerung von Rasen und Garten optimieren, sowie die Feinabstimmung der Ladepläne von Elektrofahrzeugen, um den Energieverbrauch in Spitzenzeiten zu minimieren.

Das Green IoT umfasst zahlreiche Anwendungen mit weitreichenden Auswirkungen auf Smart Homes. Diese Anwendungen beeinflussen wiederum zahlreiche Faktoren, die sowohl die Energiebranche als auch das Verbraucherverhalten betreffen. In den folgenden Abschnitten befassen wir uns mit den Auswirkungen und zahlreichen Vorteilen, die mit der nahtlosen Integration der Green IoT-Technologie in Smart Homes verbunden sind.

Der Green IoT-Effekt

Der Fortschritt bei den Hardware-Technologien wirkt sich besonders stark auf das Smart Home aus. Algorithmen mit künstlicher Intelligenz, energieautarke oder sich selbst versorgende Sensoren und intelligente Schlafmodi sind nur einige Beispiele für Fortschritte, die das Green IoT noch leistungsfähiger und weitreichender machen werden, als es ohnehin schon ist. Im Folgenden gehen wir näher darauf ein, wie Green IoT die Zukunft des Smart Home beeinflussen wird.

Wachsende Datenmenge als Ressource

Daten sind bereits in vielen Industriezweigen die Basis für neue Erkenntnisse. Mithilfe von IoT-Sensoren können Hausbesitzer ihre eigenen Erkenntnisse nutzen, um ihre Energie- und Wasserverbrauchsgewohnheiten besser zu verstehen, den Verbrauch zu optimieren und sogar Energie aus erneuerbaren Quellen in das Netz einzuspeisen. Die kontinuierliche Zunahme von Daten ist ein strategisches Schlüsselelement zur Verringerung des CO2-Fußabdrucks und eine der vielen Auswirkungen des Green IoT.

Kontrolle für Verbraucher

Daten von intelligenten Technologien wie z. B. Heizungs-, Klima- und Lüftungsanlagen, Kameras, Haushaltsgeräte, Bewässerungssysteme und Öfen werden in eine zentrale Verwaltungsplattform für Verbraucher eingespeist. Mit Hilfe von Apps erhalten die Verbraucher mehr Kontrolle, eine größere Transparenz über ihren Energieverbrauch und mehr Komfort. Die Heizung aus der Ferne hochzudrehen, kurz bevor man nach Hause kommt, ist beispielsweise ein einfacher Komfort und ein Vorteil des Green IoT.

Verbraucherorientierte Bestimmungen

Mit der zunehmenden Nutzung von Daten für Smart Homes entstehen auch mehr Regelungen für das IoT im Allgemeinen. Durch Datenschutzbestimmungen wie die Datenschutzgrundverordnung (DSGVO) erhalten Verbraucher Zugang zu Informationen darüber, wie ihre Daten verwendet und gespeichert werden. Mit Sensoren, die Smart Homes regulieren, müssen auch Cybersicherheitsvorschriften und -standards aktualisiert werden, um Datenschutzverletzungen zu verhindern. Die Regierungen können die Einführung von Smart-Home-Technologien auch durch Vergünstigungen fördern, mit denen die Effizienz gesteigert und Energie gespart werden kann. Solche Regelungen könnten in Form von Subventionen für die Installation von Photovoltaikanlagen, die mit dem intelligenten Stromnetz verbunden sind, oder für die Umstellung auf Induktionsherde, die den gesamten CO2-Ausstoß des Hauses verringern, erfolgen. Net-Metering-Regelungen helfen Hausbesitzern auch dabei, ihren Energieverbrauch zu überwachen und Energie an das Netz zurückzuverkaufen.

Technologische Fortschritte

Die Technologie ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für Green IoT und das Smart Home. Das IoT hat bereits erhebliche Fortschritte gemacht, aber wir erwarten weitere Durchbrüche mit direkteren Auswirkungen auf das Smart Home. Zahlreiche Bereiche werden derzeit aktiv erforscht und bieten ein großes Potenzial für die Energieeffizienz.

Netto-Null-Energieverbrauch

Eine der ersten großen Herausforderungen des IoT war der Energiebedarf der vielen Sensoren. Wie oft müssen die Batterien gewechselt werden? Wer sollte für diese Aufgaben zuständig sein? Selbstaufladende Sensoren sind ein großer Fortschritt, denn sie beziehen ihre Energie aus Solarzellen oder kinetischer Energie und können die gewonnene Energie speichern und nach Bedarf nutzen. Solarzellen und Piezoelektrika zur Gewinnung von Sonnen- bzw. Bewegungsenergie können den Nutzen der Sensoren noch erhöhen. Dabei müssen die Entwickler den zusätzlichen Platzbedarf für die Hardwarekomponenten einkalkulieren, die für diese Energiespeichersysteme erforderlich sind. In einem Smart Home mit selbstaufladenden Sensoren ist es jedoch nicht notwendig, dass die Besitzer die Batterien wechseln und damit die Leistung des Systems beeinträchtigen.

Routing-Verfahren für die Lastverteilung

Informationen von Hunderten oder gar Zehntausenden von Sensoren können die Netzwerke belasten. Durch eine dynamische Umleitung des Datenverkehrs lässt sich die Belastung jedoch optimieren. In einem einzelnen Smart Home ist die Datenmenge vielleicht noch nicht problematisch, aber die zunehmende Verbreitung von Green IoT in ganzen Städten macht diese Technologie zu einem wichtigen Thema, das man im Auge behalten sollte.

KI-Applikationen

Daten aus Smart Homes können in KI-Algorithmen einfließen, die praktisch jeden Aspekt des Energieverbrauchs genau abstimmen und optimieren können. Eine ebenso wichtige Funktion ist die vorausschauende Analyse, die den Ausfall von Bauteilen vorhersagen kann, so dass Reparaturen proaktiv durchgeführt werden können, damit das Smart Home ohne Unterbrechungen funktioniert.

Intelligente Sleep-Modi

Sensoren, die in der Lage sind, selbständig in den Sleep-Modus zu gehen, wenn sie nicht aktiv genutzt werden, und nur einen Bruchteil der Energie verbrauchen, tragen dazu bei, die Lebensdauer von Green IoT-Geräten deutlich zu verlängern. Bei längerer Inaktivität kann auch ein „Deep Sleep“-Modus aktiviert werden, der die Effizienz weiter verbessert.

Kabelloses Laden aus der Ferne

Das kabellose Laden von IoT-Geräten oder anderen Geräten aus der Ferne ist ein Bereich, der sich ständig weiterentwickelt und erhebliche Auswirkungen auf das Green IoT und das Smart Home hat. Besonders interessant ist das Laden über große Entfernungen, das auf den Prinzipien der magnetischen Resonanz beruht.

Fazit

Das Ziel, den Energieverbrauch zu senken, beschleunigt die Einführung der Green IoT-Technologie in vielen Bereichen. Die Zukunft verspricht spannende technologische Fortschritte, doch die unmittelbaren Vorteile sind bereits spürbar: verbesserte Energieeffizienz, mehr Kontrolle für die Benutzer und eine deutliche Verringerung unseres CO2-Fußabdrucks. Wenn wir Green IoT in unseren Häusern einsetzen, investieren wir in einen phantasievolleren Lebensraum und in eine nachhaltige Zukunft für kommende Generationen. Es geht nicht nur um Smart Homes, es geht um intelligentes Wohnen.