Mer energifleksibel drift av bygninger er mulig med forholdsvis enkle grep
Enkle metoder for romoppvarming utenfor spisslasttimene kan bidra til å skape mer energifleksible bygg. Dette kan gjøres uten at termisk komfort går tapt, viser ny forskning.
Bygninger står for rundt 40 prosent av det totale energiforbruket i Europa, og utgjør en betydelig ressurs når det gjelder å ta i bruk energifleksibilitet i bygg. Med energifleksibilitet mener vi muligheten for lastforskyving utover dagen.
Energifleksibilitet i bygg kan bidra til å opprettholde stabiliteten i elektrisitetsnettet, som i fremtiden vil bestå av flere fornybare energikilder som produserer strøm med ujevne mellomrom.
– De potensielle fordelene for termiske nett med hensyn til energifleksibilitet er i tillegg muligheten til å bruke overskuddsvarme og økt sikkerhet for å kunne levere varme til forbrukerne i enden av (fjern-)varmenettet i perioder med høy etterspørsel, forklarer SINTEF-forsker John Clauß.
Forskere ved SINTEF og NTNU har nå undersøkt potensialet for forenklede styringsalgoritmer for å kunne benytte seg av bygningers energifleksibilitet, med fokus på forskyvning av romoppvarmingen i et skolebygg.
Studien ble gjennomført i passivhusskolen Ydalir i Elverum kommune, som er et av pilotområdene til Forskningssenter for nullutslippsområder i smarte byer (FME ZEN). Skolen er utstyrt med et vannbårent oppvarmingssystem tilknyttet fjernvarme.
Vellykket forskyvning av energibruk til lavtrafikktider
Forskerne gjennomførte en tidsplanbasert kontrollstrategi for å forvarme rommene om morgenen (før kl. 7) til ca. 23 grader i stedet for 21 grader, og resultatene viste en betydelig lastforskyvning til periodene utenfor typiske spisslast-timer (kl. 07:00 til 09:00).
Spesielt ble energibruken i typiske spisslast-timer redusert, uten en betydelig økning i den daglige energibruken.
– Dette viser at en relativt enkel kontrollstrategi kan bidra til å utnytte bygningens energifleksibilitet, sier professor Laurent Georges ved NTNU.
En viktig del av studien var å evaluere hvordan endringer i bygningsdriften påvirket elevenes oppfatning av termisk komfort. En enkel undersøkelse blant elevene viste ingen signifikante forskjeller i oppfatningen av termisk komfort mellom periodene med vanlig drift og periodene med tiltak.
Praktiske utfordringer
Tross at temperaturstyringen var tidsplanbasert og dermed forholdsvis enkel sammenlignet med avanserte metoder som bruker numeriske optimeringer for å bestemme det «riktige» settpunktet til enhver tid, møtte forskerne flere praktiske utfordringer ved denne tilnærmingen.
– Ufullstendige eller utdaterte beskrivelser av de tekniske systemene var en betydelig utfordring. Dette skapte usikkerhet og hindret utnyttelsen av lastforskyvningspotensialet, forteller Clauß.
I tillegg utgjorde fraværet av muligheten for automatiserte endringer i settpunktinnstillingene i SD-anlegget en utfordring for bygningsledere. Dette gjør det i utgangspunktet upraktisk å innføre energifleksibilitetstiltak, som for eksempel forvarming.
Kan spille en stor rolle
Studien tyder på at fleksibilitet på forbrukersiden kan spille en stor rolle i den pågående energiomstillingen. Forenklede kontrollstrategier, som er mindre dataavhengige enn avanserte metoder (f.eks. modell-prediktiv kontroll), kan fremskynde utbredelsen av energifleksibilitet i praksis.
En enkel tidsplanbasert kontrollstrategi kan altså effektivt utnytte bygningers iboende fleksibilitet når det gjelder romoppvarming, uten at det går ut over energieffektivitet eller termisk komfort.
– Disse funnene bidrar til å bygge bro mellom teori og praktiske løsninger, og fremmer dermed energifleksibel drift av virkelige bygninger. Ved å forstå og overvinne de praktiske utfordringene, kan vi ta viktige skritt mot en mer bærekraftig energifremtid, sier SINTEF-forsker Johannes Brozovsky.
Veien videre
For fremtiden anbefaler forskerne at energifleksibel bygningsdrift vurderes allerede i anbudsfasen av byggeprosjekter, slik at systemene for bygningsstyring kan oppfylle de tekniske kravene fra starten av.
– Videre forskning bør sette søkelys på romspesifikk termisk atferdsanalyse for å bedre forstå og forutsi temperaturvariasjoner, samt integrere ventilasjons- og varmesystemer med koordinerte styringsalgoritmer for optimal utnyttelse av bygningers energifleksibilitet, sier John Clauß.
Les mer: Demonstrating the load-shifting potential of a schedule-based control in a real-life educational building
Kontakter
Johannes Georg BrozovskyForskerSINTEF Community
Tel:+47 41 25 64 50johannes.brozovsky@sintef.noKathrine NitterSenior kommunikasjonsrådgiverSINTEF Community
Tel:+47 932 00 559kathrine.nitter@sintef.noBilder
Om oss
SINTEF er et av Europas største forskningsinstitutt, med flerfaglig spisskompetanse innenfor teknologi, naturvitenskap og samfunnsvitenskap. SINTEF er en uavhengig stiftelse som siden 1950 har skapt innovasjon gjennom utviklings- og forskningsoppdrag for næringsliv og offentlig sektor i inn- og utland. SINTEF har 2200 medarbeidere fra 80 nasjoner og en årlig omsetning på over fire milliarder kroner.
Visjon: Teknologi for et bedre samfunn
www.sintef.no
Følg pressemeldinger fra SINTEF
Registrer deg med din e-postadresse under for å få de nyeste sakene fra SINTEF på e-post fortløpende. Du kan melde deg av når som helst.
Siste pressemeldinger fra SINTEF
SINTEF med klimaløsninger på COP2921.10.2024 08:44:39 CEST | Pressemelding
SINTEF legger frem rapporten "Teknologi for raskere global klimaomstilling” under årets klimatoppmøte COP29 i Aserbajdsjan.
Gard Hopsdal Hansen blir ny leder av FME NorthWind17.10.2024 11:00:00 CEST | Pressemelding
SINTEF Energi har gleden av å meddele at Gard Hopsdal Hansen blir den nye lederen av forskningssenteret FME NorthWind.
Bioenergi med CCS kan fjerne opptil 16 % av Norges utslipp9.10.2024 13:22:46 CEST | Pressemelding
SINTEF-forskere har kartlagt hvilken og hvor mye biomasse i Norge som kan brukes til bioenergi med karbonfangst (bioCCS), en metode for å fjerne CO2 fra atmosfæren. Metoden kan kutte mellom 4 og 16 % av Norges utslipp.
Massivtre, solceller og grønne tak på Norsk bygningsfysikkdag25.9.2024 06:00:00 CEST | Pressemelding
Du vil få presentert høyaktuelle bygningsfysiske temaer knyttet til tak og fasader, blant annet klargjøring av bygg for solceller, fuktsikre grønne tak og erfaringer med massivtre.
Bli med på å utvikle morgendagens skoler!23.9.2024 06:00:00 CEST | Pressemelding
Skolene våre må i større grad stimulere elevenes trivsel, motivasjon og lærelyst. På dette seminaret i universitetsbyen Tromsø diskuterer vi veien framover.
I vårt presserom finner du alle våre siste pressemeldinger, kontaktpersoner, bilder, dokumenter og annen relevant informasjon om oss.
Besøk vårt presserom