MicroPolyGen

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brenet-Themenbereich
Forschung / Erneuerbare Energien

MicoPolyGen

Gebäudeintegrierte polyvalente Energiebereitstellung
Gebäude als Kraftwerk

brenet-Mitgliederinstitute: Empa, HSLU – ZIG, Ökozentrum
Autoren: Christian Gaegauf, Ökozentrum, Viktor Dorer und Andreas Weber, Empa, Frank Tillenkamp und Tobias Keller, ZHAW – IEFE, Gerhard Zweifel und Christian Struck, HSLU – ZIG
Projekt abgeschlossen

Projektförderung: Bundesamt für Energie

Projektbeschrieb
Das brenet-Projekt untersuchte neuartige Konzepte einer nachhaltigen, gebäudeintegrierten, polyvalenten Energieversorgung. Das Projekt erweitert dabei die energetische Systemgrenze der Wohneinheiten auf die Mobilität. Energieoptimiertes Wohnen muss auch im Lichte der standortinduzierten Mobilität betrachtet werden.
Der Hauptakzent des Projektes lag auf Systemuntersuchungen zu Photovoltaik- und WKK-Anlagen, die in ihrer Leistung auf die Wärme- und Stromversorgung einer Wohneinheit zugeschnitten sind. Die WKK-Anlagen versorgen dabei zusätzlich den Strombedarf von Elektro- resp. Hybridautos. Mit dem Einbezug von Batterien und Range Extendern von Plug-in-Hybridautos ergeben sich Potentiale für Stromspeicherung und WKK-Anlagen.
Um die Systemeffizienz bewerten zu können, werden universal einsetzbare Simulationsmodelle entwickelt, um neue, zukunftsweisende Systemkombinationen von Gebäude und Mobilität beurteilen zu können. Das entwickelte Simulationsmodell macht es möglich, polyvalente Energieanlagesysteme in Gebäuden, die nach unterschiedlichen Gebäudestandards gebaut sind, zu untersuchen. Mit dem Simulationsmodell lassen sich Energieanlagekonfigurationen optimal auf die unterschiedlichen Gebäudetypen abstimmen. Um einen relevanten Querschnitt des Schweizer Gebäudeparks abzubilden, wurde die Simulationsumgebung auf die drei Gebäudevarianten Bestand der Gebäude 1980, Gebäude nach den Mustervorschrift der Kantone und Minergie-P-Gebäude angewendet. Die Simulationsumgebung IDA ICE wurde mit dynamischen Modellen von WKK-Anlagen erweitert. WKK-Anlagen ergänzen im Jahresverlauf die Produktion von PV-Anlagen ideal. Ein hoher energetischer Gebäudestandard verringert die Eigenstromdeckung während der Heizsaison bedingt durch kürzere Laufzeiten der wärmegeführten WKK-Anlage.
Durch geeignete regelungstechnische Massnahmen, insbesondere durch Synchronisierung des WKK-Betriebs mit der Ladung des Elektroautos, kann die Eigenstromnutzung auf bis zu 70% erhöht werden. Dies reduziert die Netzbelastung durch die Einspeisung von dezentral erzeugtem Strom signifikant. Voraussetzung dazu ist ein Wärmespeicher von der Grösse eines maximalen Tagesbedarfs.

Kontakt
Christian Gaegauf

Projektbericht Download (9.4 MB)