Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde

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1 Institut für Gebäude- und Solartechnik Prof. Dr.-Ing. M. Norbert Fisch Mühlenpfordtstraße 23 D Braunschweig Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Dipl.-Ing. Franziska Bockelmann Effizienztagung Bauen + Modernisieren 28. und 29. November 2014, Hannover

2 F&E Projekt Betriebsstrategien für EnergiePLUS-Gebäude am Beispiel der Berghalde Laufzeit (Folgeprojekt) : 08/ /2015 Förderung: vormals 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 2

3 Definition - EnergiePlus Standard Bilanzraum Anforderungen Heizung Warmwasser Lüftung Hilfsenergie Beleuchtung Haushaltsstrom Erneuerbare Energien EEV PEV Elektromobilität < 0 < 0 EEV: Endernerieverbrauch PEV: Primärenergieverbrauch Jahresbilanz Primärenergie und Endenergie 0 Eigenverbrauch und PV-Deckungsanteil > 30 % 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 3

4 Ziele Ansprechende Architektur Hohe Energieeffizienz Optimale Nutzung der Sonnenenergie hoher Eigenstromnutzungsanteil Schnittstelle zwischen Gebäude und Stromnetz 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 4

5 Architektur Einfamilienhaus (4 Personen) nahe Stuttgart, m² Wohnfläche Energieeffizient durch - Ausrichtung - Gebäudeform - hochwertige, luftdichte Hülle 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 5

6 Energiekonzept 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 6

7 Ergebnisse über drei Betriebsjahre ( ) 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 7

8 Optimierung Steigerung Eigenverbrauch Betrieb stromintensiver Elektrogeräte und Wärmepumpe zeitgleich mit dem regenerativen PV-Stromertrag Nutzung aller verfügbaren thermischen Speicherkapazitäten Gezielte Steuerung der Wärmepumpe Umsetzung von Regelstrategien zur Erhöhung der Laufzeit der Wärmepumpe Erhöhung der Speichertemperatur Erhöhung der Oberflächen- und Vorlauftemperatur der FBH Einbindung von zwei Blei-Batterien Der Nutzerkomfort wird / darf nicht eingeschränkt werden! 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 8

9 Monatliche Strombilanz Prozentualer Anteil [%] 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 9

10 Jahresstrombilanz EE und PE Endenergie - Strommenge [kwh/a] kwh kwh kwh kwh kwh 4 620kWh Primärenergie - Strommenge [kwh/a] 18% 32% 33% 48% 30% 34% 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 10

11 Kumulierte Erträge und Verbräuche Strommenge [kwh] PV-Ertrag Gesamtstromverbrauch PV-Eigenstromnutzung EnergiePlus Netzbezug Eigenverbrauch 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 11

12 Jahres - Stromverbrauch Konditionierung: 37% 10% 1/3 22% 10% 14% 7% 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 12

13 Wärmebilanz 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 13

14 Wöchentl. Arbeitszahl der Wärmepumpe Arbeitszahl [-] 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 14

15 Deckungsanteile Wärmepumpe 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 15

16 CO 2 -Bilanz CO 2 -Emission [kg/a] konventioneller Strom- und Gasverbrauch Einspeisung Strom-Bezug 62 PV-Produktion 246 Erdgas Eigennutzung 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 16

17 Ausblick und Fazit AUSBLICK Umsetzen weiterer Maßnahmen zur Steigerung des Eigenstromanteils: Ausbau der thermischen Speichermasse (Pufferspeichererweiterung) aktive Funktionsbeschreibung und optimierte Regelstrategien Komfortmessungen zur Steigerung des Nutzerkomforts Plus-Energie-Gebäude = wichtiger Baustein für unsere zukünftige Energieversorgung mit erneuerbaren Energien FAZIT vorbildliches Beispiel für integrale Planung ermöglicht die Erforschung zukunftsorientierter Technik- und Energiekonzepte Hohe Eigenstromnutzung = zukunftsweisende Pilotprojekte 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 17

18 EnergiePLUS Gebäude und Quartiere als erneuerbare Energiequellen Relevante Planungsaspekte der Architektur, der Energieversorgung, des Nutzerkomfort und der Gebäudeeinrichtungen Realisierte Beispiele für Wohn- und Nicht- Wohngebäude, städtische Quartiere sowie Potenziale für eine globale Anwendung In Deutsch und Englisch verfügbar Über amazon.de oder das IGS zu beziehen 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 18

19 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit 28. November 2014 Dipl.-Ing. F. Bockelmann Plus-Energie-Gebäude: Konzept mit Zukunft Demonstrationsprojekt Berghalde Seite 19