Energiekonzept Suurstoffi Rotkreuz, Hans Abicht AG, Zug. Wer sind wir?

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1 Energiekonzept Suurstoffi Rotkreuz, Hans Abicht AG, Zug Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Wer sind wir? Hans Abicht AG mit den Töchtern Fäh & Zurfluh AG und Bogenschütz AG Unabhängige Ingenieur-Unternehmung im Bereich der Energie- und Gebäudetechnik 110 Mitarbeitende (Fachplaner-, HF- und FH-Abschlüsse) 6 Standorte: Zug, Aarau, Schwyz, Zürich, Altdorf, Basel Über 40 Jahre Erfahrung am Markt Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 1

2 Organigramm Hans Abicht AG Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Engineering Dienstleistungsumfang Solar GA Objektkategorien Dienstleistung + Verwaltung Gesundheit + Pflege Hochhäuser Infrastruktur + Energie Industrie + Gewerbe Chemie + Pharma Bildung + Sport Wohnen Einkaufszentren + Läden Hotellerie + Gastronomie Areale + Quartiere Nachhaltigkeit + Labels Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 2

3 Aktuelle Referenzen UNI Bern Limmattalspital Schlieren Gastro Social, Torfeld Aarau Mattenhof Kriens Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Energiekonzept Suurstoffi Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 3

4 Grundsatz Überlegung Energie Energie Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Energiekonzept Suurstoffi Energie = Anergie + Exergie Mit Exergie kann Arbeit verrichtet werden Hochwertig Bsp: Strom, Heisswasser, Dampf, gespeichert in Öl/Gas Mit Anergie kann keine Arbeit verrichtet werden Minderwertig und nahezu unbegrenzt Bsp: Niedertemperaturwärme (Umgebungsluft, Erdwärme, Grundwasser, Abwasser usw.) Ziel wird erreicht: Mit wenig Exergie und viel Anergie viel ENERGIE erzeugen Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 4

5 Lokale Übersicht Suurstoffi Westareal Ostareal BF3 S41 BFB BF2 BFC BF4 BFA BF5 BF1 Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Energiebezugsflächen (EBF) und Nutzungen Ostareal = m 2 Westareal = m 2 Total = m 2 Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 5

6 Energiekonzept - Grundlagen Vision Zero-Zero Keine CO2-Emissionen Keine zusätzlich zugeführte Energie Strategie «Sommerwärme gegen Winterkälte» Aktivierung des Erdreichs als saisonalen Speicher Einsatz von effizienten Wärmepumpen Niedertemperaturnetz mit dezentraler Wärmebereitstellung Elektrische Energieerzeugung durch solare Strahlung (Photovoltaik) Keine Brennstoffe zur Wärmebereitstellung Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Energiephasenverschiebung Winter Sommer Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 6

7 Energiebedarf - Suurstoffi Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Erdspeicher Geologische Eigenschaften Thermo Response Test (TRT) Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 7

8 Erdspeicher Erdspeicher 700 x 150m Stand März W/m 2 Wärmestrom aus dem Erdinnern ist vernachlässigbar Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Saisonale Energiespeicherung Q out [kwh] = Q in [kwh] Wärmeentzug (Wärmepumpe) Wärmeeinspeisung (Gebäudekühlung, Solar) Temperatur Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 8

9 Energieberechnung Wohnungsbau Verwaltungsbau Energie Stundenwerte Energie Monatswerte Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Technische Umsetzung Erdfeld Temperaturverhalten Sondenauslegung 8-16 C / 8 30 C Energiehaushalt nicht ausgeglichen Fallende Erdreichtemperatur Sondenflüssigkeit Wasser Vereisungsgefahr Verdampfer Quelle: Geowatt AG Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 9

10 Kompensationsvarianten Freecooling erhöhen Entwärmung Gebäude Technische Klimakälte Rückkühlung oder Rückwärmung Wärmeenergie einführen Zeitfenster beachten Thermische PV-Anlage Kühlung PV Module Elektrische Wirkungsgraderhöhung Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept PVT Hybrid Bilanzausgleich mit Hybrid-Kollektoren (PVT) Direkte Einbindung der PVT-Kollektoren als Wärmequelle Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 10

11 Kompensation durch thermische PV-Anlage Je höher die Temperatur Desto geringer die Spannung Desto geringer die Leistung Desto höher der Strom Effizienzsteigerung PV Temperatur senken Wirkungsgrad Strom steigt um 10% bei 25K tieferer PV Temperatur Leistung P = U * I Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Solare Energienutzung 14'000 Entspricht m2 nutzbare Dachfläche pro Energiebezugsfläche Kollektorfläche [m 2] 12'000 10'000 8'000 6'000 4'000 2' '204 BF Ost; 4'130 BF1; 865 BF3 & S41; 3'487 BF2 & 5; 2'722 noch nicht belegt belegt Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 11

12 Integrationskonzept Solarenergie Bestehende Häuser, pro Haus ein Solarlog S41, BF3, pro Haus ein Solarlog Ostarealentwicklung Tech-Net (Ethernet) Modbus Energiemesswerte Statusmeldungen Modbus Solarlog Solarlog RS-485 SMA-Protokoll RS-485 Solarmax-Protokoll Leistungsotimierer Tigo SMA- Wechselrichter Solarmax- Wechselrichter Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Niedertemperaturnetz (Anergienetz) Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 12

13 Technische Umsetzung - Erdsondeneinbindung 3 Sondenverteiler à 74 Sonden Auf Magerbeton erstellt Abgestufte Verteilbalken Materialisierung: HDPE Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Niedertemperaturnetz (Anergienetz) Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 13

14 Platzbedarf Erdsondenfelder Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Monitoring Baufeld 2 und 5 Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 14

15 Konzept Technik Heizbetrieb (Winter) SG PVT SG Bereitstellung Nutzenergie Kühlen Heizen BWW (Von Kaltspeicher) KW EWS BWW VW El. BWW NW WP BWW Solar Kalt- Speicher WP Heizung Warm- Speicher RK (Heizen & Kühlen) Erdspeicher 215 x 150m Erdspeicher 554 x 200m Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Konzept Technik Kühlbetrieb (Sommer) SG PVT SG Bereitstellung Nutzenergie Kühlen Heizen BWW (Von Kaltspeicher) KW EWS BWW VW El. BWW NW WP BWW Solar Kalt- Speicher WP Heizung Warm- Speicher RK (Heizen & Kühlen) Erdspeicher 215 x 150m Erdspeicher 554 x 200m Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 15

16 Ziel: Bilanzausgleich Abwärme, Solar Gebäudekühlung Q in [kwh] = Q out [kwh] Raumheizung, Warmwasser Erdspeicher Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept LW-Wärmepumpe als Spitzenlastdeckung SG L/W-WP El. Bilanzausgleich Reduktion der Erdsonden um 72 Stück (à 200m) Tm(22 C) Wärmepumpe JAZ = 7.5 Leistung [kw] Max. Heizleistung Spitzenlast Grundlast Erdspeicher Stunden [h/a] Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 16

17 Vision Zero-Zero erreicht? Keine CO2-Emissionen Wird erreicht mit hohem Anteil an Umweltenergie Keine zusätzlich zugeführte Energie Stromertrag aus PVT auf Flachdächer wird 50% erreicht Zusätzlicher Stromertrag aus Fassaden würde nahezu 100% erreicht Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Energiebilanz Strom Endenergie 4'000 3'500 3'000 2'500 MWh 2'000 1'500 1' '563 3' '805 2'739 1'758 Bedarf Deckung Netzstrom PV-Ertrag Hilfsenergie HLK WP-Strom Total Deckungsgrad Solar: 49% Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 17

18 Wärmebilanz Erdspeicher (Anergie) MWh 8'000 7'000 6'000 5'000 4'000 3'000 2'000 1'000 7'115 7'115 1'827 2'905 1'950 5'288 2'260 Luft-WP Solar thermisch Abwärme/Kühlung Warmwasser Raumheizung Total 0 Entzug Eintrag Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Wärmebilanz Erdspeicher (Anergie) Ökologische Betrachtung (Vgl. mit Biogas und KM) CO 2 -Ausstoss in Tonnen 1'400 1'200 1'000 CO2-Ausstoss System Suurstoffi 1'244 Biogas & KM Primärenergie Minergie kwh/m CO2-Ausstoss 21.9 System Suurstoffi 76.0 Biogas & KM Primärenergie eco-bau kwh/m System Suurstoffi 32.0 Biogas & KM Öläquivalent nach Minergie l/m l 7.0 l 6.0 l 5.0 l 4.0 l 3.0 l 2.0 l 1.0 l 0.0 l 2.1 l System Suurstoffi 7.2 l Biogas & KM Öläquivalent nach ecobau l/m l 3.0 l 2.5 l 2.0 l 1.5 l 1.0 l 0.5 l 0.0 l 1.3 l System Suurstoffi 3.0 l Biogas & KM Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 18

19 Wärmegestehungskosten Gestehungskosten Sensitivitätsanalyse Fr./kWh % -32% 0% System Biogas & KM Suurstoffi Wärme und Kälteerzeugung Fr./kWh Amortisation Anergienetz & EWS: 40, 60, 80 J Amortisation GT Wärme 15, 20, 25 J Zinssatz 1.5, 2, 4% Kosten Leitung ±20% Kosten Sonden ±10% Kosten Gebäudetechnik ±20% Energiebedarf Wärme ±20% Energiebedarf Kälte ±40% Stromkosten ±20% Unterhaltskosten +1.0% Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 19

20 Kontakt Elmar Fischer COO / VR / Partner der Hans Abicht AG Dipl. Ing. FH SIA HLK Dipl. Wirtschaftsing. FH MAS Automation Management e.fischer@abicht.ch Hans Abicht AG Industriestrasse Zug Telefon: Direkt: Natel: Folie Suurstoffi, Rotkreuz Präsentation Energiekonzept 20