Balancing Energy Demand with Buildings

01.07.2009 - 01.01.2012

Forschungsförderungsprojekt

Durch die zunehmende Verbreitung innovativer Gebäude und den darin angewendeten Technologien verlagert sich die Deckung des Primärenergiebedarfs zusehends von der direkten Nutzung fossiler Primärenergieträger hin zur indirekten Nutzung durch elektrische Verbraucher (z.B. Kompressionswärmepumpen, Lüftung). Das führt im Strombedarf zu höheren Grundlasten und zum Teil zu ausgeprägten Spitzenlasten, die sich in den Lastgängen der Gebäude niederschlagen. Des Weiteren zeichnet sich ab, dass der Anteil an so genannten ¿Energie-Plus-Gebäuden zunimmt. Hieraus folgt eine Dezentralisierung der Energieerzeugung, die dadurch dargebotsabhängiger und in der Komplexität der Verteil- und Versorgungsnetze nur begrenzt vorhersagbar wird. Einhergehend mit dieser Entwicklung müssen daher neue Konzepte in der Betriebsführung und Einsatzplanung der Gebäudeleittechnik gefunden werden um maximale Bezugsleistungen zu reduzieren und eine stabile und qualitativ hochwertige Stromversorgung zu gewährleisten. Dieses Projekt geht der Frage nach, in welchem Maße durch neue Regelungsstrategien im thermischen und somit auch im elektrischen Betrieb von Zweckbauten Lastprofile geglättet (Peak Shaving) und Regelungspotenziale freigesetzt werden können. Es erfolgt eine Bewertung der möglichen Energieeinsparung und der damit einhergehenden CO2-Reduktion durch die Veränderung des Lastgangs. Der Ansatz der Einsparung beruht auf zweierlei Einsatzmöglichkeiten von Energiemanagement. Zum einen können bei der Betrachtung von einzelnen Gebäuden mit erneuerbaren Energieträgern Synergien entstehen, bei der die Kongruenz von Energieerzeugung und -verbrauch optimiert werden. Zum anderen wird es möglich durch die Umverteilung der Lasten und intelligentem Speichermanagement in Gebäuden die Zuschaltung von Spitzenlastkraftwerken zu minimieren. Das Gebäude oder eine Gebäudegruppe wird zu einem aktiven Verbraucher im elektrischen Netz aufgewertet und trägt zur CO2-Reduktion bei, in dem Spitzenlastanforderungen durch flexible Speicherprozesse substituiert werden. Umzusetzen ist diese innovative Art der Regelung mit gezielt eingesetzten Gebäudekomponenten, die heute schon in modernen Gebäuden zu finden sind. Die Rede ist hierbei von Bauteilaktivierung, Kälte- und Wärmepufferspeicher, den dazugehörigen Automatisierungssystemen (Gebäudeautomatisierung) und dem strategisch sinnvollen und geschickten Einsatz von zeitunabhängigen Energieverbrauchern. Im Projekt BED werden auf Basis thermischer Simulationen verschiedene Fallstudien untersucht, die unter Berücksichtigung des menschlichen Komfortempfindens eine Umverteilung von thermischer und elektrischer Energie zulassen. Mit Hilfe von adaptiven Rechenalgorithmen wird es möglich die Daten bestimmten Rahmenbedingungen unterzuordnen. Durch die Zusammenführung dieser selbstlernenden Rechenalgorithmen und den damit verbundenen Rahmenbedingungen wird es nicht nur möglich bestimmten Begebenheiten die richtigen Aktionen folgen zu lassen, sondern diese Verarbeitung der Daten auch fortwährend zu optimieren. Als Ergebnis dieses Projektes stellt hier eine intelligente, selbstlernende Regelungsstrategie bereit, die in gängige Gebäudeautomatisierungen integriert, die Schnittstelle zwischen einer optimalen Nutzung von Speichermöglichkeiten, dem optimalen Einbinden von Gebäuden in Energiesysteme regenerativer Art und den Strukturen der Netzbetreiber und Stromanbieter darstellt.

Personen

Institut

E384 - Institut für Computertechnik

Förderungsmittel

FFG - Österr. Forschungsförderungs- gesellschaft mbH (National)

Forschungsschwerpunkte

Computational Science and Engineering
Information and Communication Technology
Energy and Environment

Schlagwörter

Deutsch	Englisch
Plus-Engergie-Haus	Plus Energy House
Lastmanagement	Load management
Netzintegration	grid integration
Lastverschiebungspotentiale	Load shift potentials

Externe Partner_innen

AIT Austrian Institute of Technolog GmbH