Prof. Matthias Sulzer Head SCCER - FEEB&D. Sargans, 27. April 2017

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1 Swiss Competence Center for Energy Research Future Energy Efficient Buildings & Districts Dezentrale Energiesysteme: Die moderne Gebäudehülle als Kraftwerk Prof. Matthias Sulzer Head SCCER - FEEB&D Sargans, 27. April 2017

2 Wer sind wir? 6 universities, 40 industry partners Eingebettet in koordinierte 6 Akademische Energieforschung Partner des Bundes mit 8 SCCERs Efficiency of Industrial Processes Heat & Electricity Storage Biomass for Swiss Energy Future Supply of Electricity > 40 Kooperations Partner 4 Energieversorger 15 Industrielle Firmen 9 Dienstleistungsfirmen 13 Öffentliche Institutionen Phase 2, Budget Total: 34.8 MCHF >70 Forschende/Mitarbeitende Efficient Technologies and Systems for Mobility Future Swiss Electrical Infrastructure Research in Energy, Society and Transition

3 Randbedingungen und Trends Digitalisierung Klimawandel Elektrifizierung Energie/ Ressourcen Effizienz Dezentrale Energiesysteme Erneuerbare Energie Shared Economy

4 Solarenergie am Gebäude Quelle:

5 Solarenergie am Gebäude

6 Solarenergie am Gebäude wird das die Zukunft sein? Quelle: Maria Cristina Munari Probst I EPFL - LESO

7 Solararchitektur - Raumplanung Quelle: Christioph Waibel, Empa

8 Energieeffizienz am Gebäude: Multifunktionale Gebäudeelemente Adaptive Solar Façade (Prototype) - ETH House of Natural Resources NEST HiLo Energy + Building Advanced Energy Systems Lightweight Structures BiPV System Innovations Adaptive Solar Facade CIGS Modules on Roof DC Microgrid Quelle: Z. Nagy et al., The Adaptive Solar Facade: from Concept to Prototypes, Frontiers of Architectural Research, 5, 2, 2016.

9 Solarenergie heute Copenhagen International School

10 swiss convention center lausanne

11 11,

12 GWh/a Integration erneuerbarer Energie in das Energiesystem Verdoppelung erneuerbare Energie 12 Quelle: EPFL, Swiss EnergyScope, 2017

13 Passive Energiegewinnung und Performance Gap Module 1.3 Module 1.1 Module 1.2 Halbierung des Energiebedarfs Dynamic Glazing & High performance insulation User-Centric Sensors & Control Adaptive & Predictive Control Windows Occultation (Average Fraction) Office Building (EPFL Innovation Park) Quelle: B. Paule et al. Global Lighting Performance, OFEN Final Report, 87 p., EPFL Innovation Park, Lausanne (2014).

14 14,

15 Areal Suurstoffi Energy Hub Energiebezugsfläche heute m2 EBF Energiebezugsfläche Endausbau m2 EBF PV & PVT Smart Grid PV(T): m2 heute PV(T): m2 Endausbau Sonden: 215 Stk. heute Sonden: 750 Stk. Endausbau Niedertemp. Netz Saisonaler Erdwärmespeicher (Erdwärmesonden) 15, ZugEstate, 2015

16 Energy Hub Suurstoffi PVT (gelb, geplant) E-Mobilität Batterien Eigene Wasserkraft Label Strom Hybride Solarplant (PVT) REKA Feriendorf Electricity Electrolyser Heizung Kühlung Brennstoffzelle H2-Speicher H2 Reformer Erdgas, Biogas, Synth. Gas WW Speicher 16, Saisonaler Erdwärmespeicher Wärmepumpe Niedertemp. Netz Solarheat

17 Optimierung Wärme Autumn/Winter Spring/Summer

18 Monitoring

19 Monitoring

20 Ganzheitliche Entwicklung Building occupancy model Solar radiation data Climate Climate Climate data data data Optimisatio n suite Research on Dezentralised Energysystemes Statistical emulator Controller models Building energy models Energy system models Network models HUES Platform (Holistic Urban Energy Simulation) Building data Technology cost & performance data Conversion / storage models Hydraulics model Buisinessmodel Innovation EnergyOn Plattform 20

21 Specific Greenhouse-Gas-Emissions [kg CO 2 / kwh End Energy] CH-Transformationspfad 0.35 CO 2 E E Specific End Energy Demand [kwh / (m 2 ERS a)] (Domestic Hot Water, Space Heating, Electricity) A

22 Thanks to all SCCER FEEB&D collaborators

23 Academic partners 23,