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Öko-Opt-Aktiv - Optimiertes Regelungs- und Betriebsverhalten thermisch aktivierter Gebäude zukünftiger Stadtquartiere

Bemühungen, urbane Energiesysteme umweltfreundlicher und gleichzeitig kosteneffizienter zu gestalten, zeigten in den vergangenen Jahrzehnten große Einsparpotenziale durch verbesserte Gebäudehüllen und die Einbeziehung regenerativer Energieträger auf. Die Gestaltung des Zusammenspiels der Energiesysteme der einzelnen Gebäude auf Ebene ganzer Stadtquartiere wurde aber bisher erst in Anfängen untersucht.

Das Projekt Öko-Opt-Aktiv zielt darauf ab, die Regelung der Energiesysteme ganzer Stadtquartiere zu verbessern. Durch ein optimiertes Zusammenspiel der gebäudeeigenen Subsysteme, die Einbeziehung volatiler regenerativer Energieträger und durch zentrale Speicherbewirtschaftung können sowohl ökonomische als auch ökologische Verbesserungspotentiale aktiviert werden.

Anhand einer parallel zum Projekt Öko-Opt-Aktiv stattfindenden Entwicklung des Energiesystems eines zukünftigen Stadtquartiers in Graz-Reininghaus wird eine adaptive, modellprädiktive Regelung für die Energieversorgung von zukünftigen Stadtquartieren entwickelt. Die im vorangegangenen Projekt Öko-Opt-Quart entwickelte modellprädiktive Regelung der Energiezentrale wird um die Kommunikation mit den in den Einzelgebäuden zu implementierenden Regelungen ergänzt und zu einem umfassenden, selbstlernenden regelungstechnischen Gesamtkonzept des gesamten Stadtteils erweitert. Die Einzelgebäude werden über thermisch aktivierte Bauteile beheizt und gekühlt und über einen zentralen Wärmespeicher durch Grundwasserwärmepumpen und ein Niedertemperatur-Nahwärmenetz sowie Kältenetz versorgt. Ergänzend unterstützt ein urbanes photovoltaisches Kraftwerk die Versorgung mit elektrischer Energie. Die Entwicklung und Analysen werden anhand detaillierter thermo-elektrischer Simulationsmodelle durchgeführt.

Außerdem wird die adaptive, modellprädiktive Regelung unerwarteten klimatischen Bedingungen, gebäudetechnischen Ausfällen und Kostensprüngen unterworfen, um ihre Robustheit zu testen und ihre Praxistauglichkeit weiterzuentwickeln.

Das Ziel ist eine adaptive, modellprädiktive Regelung, die durch die optimale Bewirtschaftung der zentralen Energiespeicher und der thermisch aktivierten Gebäude einen resilienten und kosten- bzw. emissionsminimierten Betrieb des Gesamtenergiesystems eines Stadtquartiers gewährleistet.


Projektleitung

DI Thomas Ramschak

Auftraggeber

Bundesministerium für Klimaschutz, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie https://www.bmk.gv.at/

Projektkoordination

BEST - Bioenergy and Sustainable Technologies GmbH https://best-research.eu/

Projektpartner

Institut für Wärmetechnik der Technischen Universität Graz (IWT) https://www.tugraz.at/institute/iwt/home/

TB-STARCHEL Ingenieurbüro-GmbH

PMC - Gebäudetechnik Planungs GmbH http://www.pmc-bs.at/

ISWAT GmbH https://www.iswat.at/

Markus Nebel Handelsvertretung GmbH http://www.senti.at/

Status

laufend