Das Setz-Haus im Kanton Aargau

Transkript

1 Das Setz-Haus im Kanton Aargau Prof. Dr. Jürg Bichsel, Foto: Setz Architektur

2 Das Setz-Haus im Kanton Aargau Prof. Dr. Jürg Bichsel, Mess- und Optimierungs-Projekt der FHNW an einem Plusenergie-Gebäude mit Unterstützung von

3 Das Setz-Haus im Kanton Aargau Prof. Dr. Jürg Bichsel, Agenda Das Setz-Haus, ein Plus-Energie-Gebäude Speichermöglichkeiten Haus: Optimierung Eigenverbrauch Tages- und Jahresgang der Energieflüsse Unterstützung der Eigenverbrauchs-Optimierung Zusammenfassung und Ausblick

4 Das Setz-Haus: Die Eckdaten 3-Familien-Haus 320 m 2 Heizfläche Betonboden und Decke 120m 3 Wände Kalksandstein/Ytong Sole-Wasser-Wärmepumpe technischer Speicher Warmwasserspeicher 8.9 kw thermisch 200 l 800 l Elektromobil 22kWh Batterie Fotovoltaik-Anlage 20kWp Süd, 10 Foto: Setz Architektur

5 Definition Plus-Energie-Gebäude 1 Jahr E = P t [ ]dt P E t dt 0 0 P t = Leistungsaufnahme P E t = Leistungserzeugung(erneuerbare Energien) Heizung/Kühlung Warmwasser Hilfsbetriebe Betriebsenergie Lüftung

6 Energiebilanz 2012 Energiebilanz kWh kWh Mobilität Gebäude Gewinn Fotovoltaik kWh Fotovoltaik kWh Wohnungen kWh Wohnungen kWh Allgemein - 940kWh Allgemein - 760kWh Lüftung - 850kWh Lüftung - 930kWh Wärmepumpe kWh Wärmepumpe kWh Auto kWh Auto kWh

7 Jahresspeicher technisch machbar Vorräte (Wetter, Mäuse) Quelle: Saas-Fee, Energie (Wärmeverlust) Quelle: Jenni Energietechnik, Schweiz

8 :00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 Tages- und Jahresspeicher technisch machbar Datenreihen1 T act T Mittel T min T max Tagesspeicher Tagestemperatur Basel, Tagestemperatur , Quelle: MeteoSchweiz Jahresspeicher Jahrestemperatur Basel, Jahrestemperaturwerte Quelle: MeteoSchweiz

9 Das Setz-Haus: Eckdaten Energie-Speicher Bild: FHNW, Institut Energie am Bau Foto: Buderus Betonboden und Decke 120 m 3 Wärmekapazität Beton J / kg K Dichte Beton kg / m 3 Energieinhalt / K 80 kwh / K Wasserspeicher 1 m 3 Wärmekapazität Wasser J / kg K Dichte Wasser kg / m 3 Energieinhalt / K 1.2 kwh / K Foto: Renault Elektromobil 22kWh Batterie

10 Das Setz-Haus: Lastkurve im Jahresverlauf

11 Lastkurve im Tagesverlauf: Optimierung Resultat: 80% der verschiebbaren Energie wurde realisiert (3240kWh)

12 Lastkurvenoptimierung Tagesverlauf: Winter Winter 2011/2012 ( ) Winter 2012/2013 ( ) Winter 2013 ( ) Wärmepumpe: Heizung Wärmepumpe: Warmwasser Elektroauto Allgemeinstrom Lüftung Haushaltstrom

13 Lastkurvenoptimierung Tagesverlauf: Sommer 2012/2013 Sommer 2012 ( ) Sommer 2013 ( ) Wärmepumpe: Heizung Wärmepumpe: Warmwasser Elektroauto Allgemeinstrom Lüftung Haushaltstrom

14 Das Setz-Haus: Monitoring Fest installierte Anzeigen und Darstellungen auf dem Computer zeigen den Energieverbrauch auf.

15 Lastverschiebung: Was hindert uns daran? (Gemeinde Rupperswil) Einschränkungen bei der Lieferung bleiben mit Rücksicht auf die Belastungsverhältnisse im Netz grundsätzlich vorbehalten. Steuerbare Verbraucher wie Waschmaschinen und Wäschetrockner werden von Montag bis Freitag in der Zeit von 11:00 bis 12:00 unterbrochen Wärmepumpen werden während kritischer Belastungsverhältnisse an Wochentagen im Winterhalbjahr maximal zweimal eine Stunde unterbrochen.

16 Zusammenfassung: Das Setz-Haus im Kanton Aargau Das Setz-Haus weist eine positive Jahres-Energiejahresbilanz auf und basiert auf erneuerbarer Energien (CO 2 -neutral). Im Setz-Haus wird der Tagesverbrauch so optimiert, dass der Eigenverbrauch stark gesteigert wird ohne Komfort-Einbusse für die Bewohner. Ohne zusätzliche Speicher und einer Vernetzung mit Quartieren und Städten ist bei gleichen Komfort-Ansprüchen eine weitere Optimierung des Eigenverbrauchs nicht möglich. Regulatorische Hemmnisse (Sperrzeiten, Tarife) müssen abgebaut werden.

17 Ausblick: SmartStability Die Energiewende kann nicht nur technisch gelöst werden. Es sind auch wirtschaftliche, regulatorische und menschliche Aspekte zu berücksichtigen. Deshalb hat die FHNW die strategische Initiative SmartStability lanciert, in welcher neben den technischen Aspekten auch wirtschaftliche Anreize untersucht werden. Die bidirektionale Kommunikation zwischen den Gebäuden erlaubt das dynamische Optimieren der Energie- und Geldflüsse. Mehr Informationen an der brenet-tagung vom 4./5. September 2014

18 Ausblick: Anwendungsbeispiel SmartStability PV PV Energy Research Lab Intelligenter Knoten für Kommunikation, Energieverteilung und Wirtschaftlichkeit Speicher Kommunikation Finanzen Elektrizität PV Photo-Voltaik

19 Wo Theorie und Wirklichkeit zusammentreffen