Wärmepumpen können mit Hilfe von elektrischer Energie Wärme von einem Reservoir mit niedriger Temperatur in ein Reservoir mit höherer Temperatur transportieren. Diese Fähigkeit macht die Geräte zu einer wichtigen Säule der Energiewende: Erneuerbare Wärmeenergie, die auch an kalten Tagen in der Außenluft oder im Erdreich verfügbar ist, kann so zum Heizen von Räumen und zur Warmwasserbereitung dienen. Mit modernen Wärmepumpen lassen sich aus 1 kWh Strom über 4 kWh nutzbare Wärme gewinnen.
Schlussendlich ersetzen Wärmepumpen fossile Energieträger, erhöhen aber den Bedarf an elektrischer Energie. Entsprechend wichtig ist ein effizienter Betrieb der Geräte nicht nur auf dem Prüfstand, sondern auch in der Praxis – und dies auch noch viele Jahre nach der Installation. Es ist jedoch eine komplexe Aufgabe, Wärmepumpen auszulegen und zu konfigurieren. Häufig werden Kennlinien bei der Installation zu großzügig eingestellt, und auch Fehler, die im Betrieb auftreten, erkennen Nutzerinnen und Nutzer nur selten.
Das Bits to Energy Lab an der Universität Bamberg und der ETH Zürich erforscht, wie sich fehlerhafte Einstellungen und technische Defekte aus der Ferne erkennen lassen. Dafür nutzt das Lab Verfahren der Künstlichen Intelligenz zusammen mit Lastgang-Daten, welche durch gängige elektronische Stromzähler (Smart Meter) verfügbar werden. Wetterdaten, Satellitenbilder und Referenzhaushalte helfen, die Verbrauchswerte einzuordnen und gestatten eine automatische Kosten-Nutzen-Bewertung möglicher Effizienzmaßnahmen. Dadurch wird eine gezielte Ansprache von Haushalten mit hohem Einsparpotenzial möglich. In einer Feldstudie mit über 250 Haushalten konnte das Forschungsteam belegen, dass sich durch eine Vorauswahl der Wärmepumpen, bei denen Maßnahmen ergriffen werden sollten, die durchschnittlichen Einsparungen von 640 kWh auf 1.800 kWh (circa 470 Euro) pro Jahr steigern lassen und zugleich rund die Hälfte der Vor-Ort-Besuche entfallen kann. Damit wird die Energiedienstleistung für die Haushalte und Anbieter attraktiv – und die Welt der elektronischen Stromzähler um einen sinnvollen Anwendungsfall reicher.