ProSHAPE Kostenoptimierte Energieversorgung im Erprobungsgebiet Berlin Ostseestraße

Transkript

1 ProSHAPE Kostenoptimierte Energieversorgung im Erprobungsgebiet Berlin Ostseestraße 08. Oktober 2015 Dr. Manfred Riedel, Berlin 1

2 Agenda 1. Ziel und Entwicklungsstand 2. Erprobungsobjekt 3. Weitere Arbeitspakete 2

3 Lösungsansatz 3

4 EnergieManagementSystem mit BHKW-Kopplung Fall 1: Optimierung von Energieverbrauch im Gebäude (Wärme + Strom) è wärmegeführtes BHKW Wohngebäude mit passiven Speichermöglichkeiten Fall 2: Flexibilisierte Betriebsführung des BHKW unter Wahrung von Bedürfnissen der Bewohner è teilweise stromgeführtes BHKW WohnungsManager Abgabe von Strom ins Netz BHKW Bezug von Brennstoff Service-Provider- Platform (SPP) und Quartiersmanager Smart Meter Home-Service-Platform (HSP) und Gebäudemanager Fall 3: Pufferspeicher Warmwasser Vollständige Flexibilisierung der Energieversorgung von Gebäuden, Einbeziehung zusätzlicher Energiespeicherund Erzeugungsoptionen (z.b. thermische Speicher, Wärmepumpen) und Kopplung mit dynamischen Tarifen è BHKW als eine von mehreren Flexibilisierungs- und Versorgungsoptionen für Gebäude und Netz 4

5 WohnungsManager Raumcontroller WohnungsManager Heizkostenverteiler Wärmemengenzähler Temperaturfühler Stellantrieb Fensterkontakt Wasserzähler Fußbodenheizungsregler Steckdosenschalter 5

6 GebäudeManager Wetterstation Solaranlagen Elektrozähler Wärmemengenzähler Lüftungs- und Klimaanlagen GebäudeManager Gaszähler Wärmeerzeuger Wasserzähler 6

7 Kommunikation über standardisierte Middleware SmartHome Internet Protokoll (SHIP) IP Bus Aktor/Sensor Wohnungsmanager SHIP Stack SHIP IP Bus XYZ Server RIEcon Interface En Ocean Interface Wireless M-Bus Interface IP Bus KNX Server Aktor Sensor Aktor Sensor Aktor Sensor Aktor Sensor Aktor Sensor RIEcon En Ocean Wireless M Bus KNX XYZ 7

8 Zertifikat Interoperabilität 8

9 RaumManager RaumSensor Stellantrieb 9

10 Funktionsumfang Energieeffizienz Reduzierung des Heizenergiebedarfes um 19% - Erfüllung der Leistungsmerkmale der Klasse A gemäß DIN EN Energieeffizienz durch Gebäudeautomation Bedarfsgeführte Einzelraumregelung, Vorlauftemperaturregelung und Leistungsregelung der Wärmeerzeuger (Klasse A) Kalenderfunktion für verschiedene Nutzungsprofile (z.b. Urlaub und Schichtbetrieb) Visualisierung der Verbräuche für Heizung sowie Warm- und Kaltwasser (optional Strom) Fernbedienungsfunktion mittels Smartphone o.ä. 10

11 Automatisierungsgrad A nach DIN EN Wärmeübergabe: Bedarfsgeführte Einzelraumregelung mit Kommunikation und Präsenzerfassung Wärmeverteilung: Bedarfsgeführte Vorlauftemperaturregelung Bedarfsgeführtes Pumpenmanagement mit Kommunikation Wärmeerzeugung: Bedarfsgeführte Regelung mit Kommunikation 11

12 Effizienzfaktor Wohngebäude Klasse A 0,81 12

13 Lebensunterstützende Assistenzfunktionen Stürze, Bewegungslosigkeit oder Inaktivität erkennen und im Notfall weiterleiten Automatisierte Sicherheit in der Wohnung gegen Alltagsrisiken (Feuer, Wasser, Einbruch) Kommunikation und Interaktion mit dem Umfeld (z.b. mit Pflegenden, Angehörigen und Nachbarn) Eingangstürkontrolle Bei längerem Verlassen der Wohnung auslösen einer Alarmfunktion (z.b. bei Demenz) 13

14 Gesundheitliche Eigenkontrolle 14

15 Kommunikation mit Diensteplattformen Verbrauchswertübermittlung und Monitoring mit Abrechnungsdienstleistern Kommunikationsschnittstellen zum Verwalter, Abrechnungsdienstleister, Pflegedienst Information und Termine vom Verwalter Meldungen und Kontaktdaten an den Verwalter Ansprechpartner beim Verwalter Schnittstelle zur wohnungswirtschaftlichen Software (z.b. Aareon, Promos) 15

16 Kommunikation mit Diensteplattformen 16

17 Datenschutz bei Fernzugriff über Internet Personengebundene Daten in der Cloud Keine zusätzlichen Apps, da ein Browser verwendet wird. WohnungsManager Für die Bedienung werden div. Apps verwendet. Verbindung über VPN. Server Internet Internet Router mit Firewall Daten befinden sich auf Servern, die mit dem Internet verbunden sind! Router Personengebundene Daten in der Wohnung Home Base 17

18 Agenda 1. Ziel und Entwicklungsstand 2. Erprobungsobjekt 3. Weitere Arbeitspakete 18

19 Erprobungsgebiet Berlin Ostseestraße 19

20 Projektbeschreibung Ausgangssituation 6 viergeschossige Wohngebäude mit m² Wohnfläche 224 Wohnungen mit Gasetagen-/Gasaußenwandheizung Modernisierungsmaßnahme Heizzentrale mit BHKW und Spitzenlastkessel in Verbindung mit RIEcon SmartHome und nachgeschaltetem Nahwärmenetz Ostseestraße Hosemannstraße

21 Schema Heizzentrale 21

22 Schema Unterstation 22

23 RIEcon EnergieManagementSystem WohnungsManager mit interoperabler Middle-Ware auf Basis EE-Bus bzw. IOLITE für EnOcean und Wireless-MBus RaumManager, bestehend aus Raumsensor mit und ohne automatischer Präsenzerkennung Funkstellantrieb GebäudeManager mit interoperabler Plattform QuartiersManager mit Firmware zur Kostenoptimierung für Wärme und Strom Lichtwellenleiter zwischen Gebäude- und QuartiersManager 23

24 Gebäude Automationsstruktur 24

25 Aufschaltung ElektroHaushaltsZähler 25

26 Quartier Automationsstruktur 26

27 Agenda 1. Ziel und Entwicklungsstand 2. Erprobungsobjekt 3. Weitere Arbeitspakete 27

28 Koordinator zur Minimierung der Heizenergie Q = min { Q 1 (s) Q n (s) } s ε S s 1 - Koordinierungsvektor Q 1 (s) - Teilzielfunktion Q 2 (s) s 2 Q 3 (s) s 3 Heizungs-Optimisator Lüftungs-Optimisator Elektro-Optimisator Teiloptimaler Eingangsvektor Teiloptimaler Ausgangsvektor x 1 y 1 realer Koppelgrößenvektor x 2 y 2 x 3 y 3 v 2 v 3 Heizungsprozess (1) Lüftungs- und Klimaprozess (2) Elektrogeräteprozess (3) v 1 v 2 28

29 Koordinator zur Minimierung der Wärme- und Stromkosten

30 Praxistest - Meilensteine Inbetriebnahme RIEcon EnergieManagementSystem Oktober 2015 ohne BHKW Kopplung Start der präsenzabhängigen Raumtemperatur-Regelung Januar 2016 Start des BHKW Betriebs in Abhängigkeit der dynamischen März 2016 Elektrolast unter Einbeziehung der Gebäudemassenspeicher 30

31 Danke für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Manfred Riedel Geschäftsführer, Berlin 31