„nachhaltige technologien 04 | 2020"

Wärmeerzeuger (z. B. Fernwärme) zu verwenden. Jede Entscheidung hat Konsequenzen hinsichtlich der Kosten und des Eigenverbrauchs. Wenn die Energie beispielsweise einer Batterie entnommen wird, steht diese zu einem späteren Zeitpunkt nicht mehr zur Verfügung und muss zu dann aktuellen Kosten dem Stromnetz entnommen werden. Außerdem muss die Batterie im Voraus geladen werden, was über Pho- tovoltaik oder das Stromnetz erfolgen kann. Wenn Photovoltaik zur Aufladung verwendet wird, können diese aufgrund ihrer begrenzten Kapazität keine zusätzliche Energie an die Wärmepumpen liefern. Durch diese vielfältigen Wechselwirkungen entsteht eine baumförmige Struktur von Entscheidungen und Konsequenzen, in der das Gebäudeenergiemanage- mentsystem ein Optimum sucht. Vielfältige Möglichkeiten und Herausforderungen Gebäudeenergiemanagementsysteme bieten interes- sante Perspektiven sowohl für einzelne Gebäude als auch auf Quartiersebene. In einzelnen Gebäuden kann der Energieverbrauch nachhaltiger werden, wobei die Kosten sinken. Auf Quartiersebene können Bewoh- nerInnen "virtuelle Gemeinschaften" einrichten, die Energie zu wettbewerbsfähigen Preisen kaufen und selbst erzeugte Energie oder ungenutzte elektrische Netzkapazitäten auf dem Energiemarkt verkaufen können, was für einzelne Personen aufgrund der niedrigen Kapazitäten nicht möglich ist. Letztlich wird das Marktverhalten zu einer viel ausgewogeneren Nutzung des Energienetzes führen, was Kapazitäts- erweiterungen verzögern bzw. möglicherweise sogar nicht mehr erforderlich machen könnte. Eine Herausforderung ist die Vielfalt der Gebäude und deren Nutzungen. Bürokomplexe, Hotels, Krankenhäuser und Einfamilienhäuser weisen unter- schiedliche Verbraucherprofile auf. Darüber hinaus nutzen die Gebäude verschiedene Energiequellen: Während einige Komplexe nur Zugang zum Stromnetz haben, können andere selbst Strom bzw. Wärme vor Ort erzeugen. Diese Vielfalt muss ein Building Energy Management System verarbeiten können. In Zukunft könnten Building Energy Management- Systeme serienmäßig in das Gebäudemanagement- system integriert werden. BEMS-Systeme befinden sich derzeit aber noch im Entwicklungsstadium und erfordern viele manuelle Anpassungen in ihrer Imple- mentierung. Das ist teuer. Großflächige Anwendung dieser Systeme ist daher nur mit weitgehend selbst- lernenden Systemen möglich, bei denen eine minimale Vorkonfiguration erforderlich ist. Darüber hinaus wird neben energiebezogenen Informationen eine Vielfalt an weiteren Informationen aus dem BEMS generiert, die beispielsweise für die Verbesserung des NutzerIn- nenkomforts oder die Anlagenoptimierung verwendet werden können. Demonstrations-Standorte An zwei Demo-Standorten des SCORES-Projekts in Österreich (Gleisdorf) und Frankreich (Agen) werden die Auswirkungen von Projektgröße und Energieer- zeugung im Detail untersucht. Bei dem Standort in Gleisdorf handelt es sich um einen relativ kleinen Komplex mit Wohnungen und Büros, der an das lokale Fernwärmenetz angeschlossen ist und auch Energie vor Ort mittels PV erzeugt. Das Demonstrationsge- bäude in Agen ist ein großes Mehrfamilienhaus mit Anschluss ans Stromnetz und lokal installierter PV. Die unterschiedliche Nutzung der Demo-Gebäude ist ein guter Test für die Robustheit des entwickelten Building Energy Management Systems. Für die Implementierung eines Gebäudeenergiema- nagementsystems müssen Vorhersagen über das Verhalten der Energieerzeugungsanlagen, Speicher und den Verbrauch (Gebäudespezifikation und Nutze- rInnenverhalten) erstellt werden. Dafür ist detailliertes Fachwissen und gute Situationskenntnis notwendig. Je größer ein Gebäude, desto geringer sind Spitzen im Ener- gieverbrauch und desto besser ist die Prognosequalität. Die Beschaffung von aussagekräftigen Daten für die Analyse ist jedoch oft mit hohem Aufwand verbunden. Simulationen Bevor die Umsetzung des Gebäudeenergiemanage- mentsystems in den Demogebäuden erfolgt, wird die Regelung anhand einer Simulation getestet. Siemens arbeitet hier eng mit Simulationsexperten von AEE INTEC zusammen. Diese simulieren die Erzeugung und den Energiebedarf im Gebäude für die nächsten Stunden. Hieraus berechnet das Gebäudeenergiema- nagementsystem die optimale Energiestrategie. Diese wird an die Simulation zurückgegeben und daraus das Energieprofil für die folgenden Stunden simuliert. Kurz gesagt, das BEMS-Modell und die Simulation sind stän- dig "im Gespräch". Es ist wichtig, dass das Gebäude- energiemanagementsystem schnelle Entscheidungen treffen kann, wie es auch in der Praxis erwartet wird. Schema des Gebäudeenergiemanagementsystems Quelle: Siemens Stromnetz Stromerzeugung durch PV Raumwärme / Phasenwechsel- materialien Warmwasserer- zeugung mittels Wärmepumpe CLC (Chemical Looping Combustion) Stromerzeu- gung durch PV zur Speicherung von Wärme Direkter Verbrauch Batterie