Publiceret 19. dec. 2022
Kommunikation er nøglen til indførelse af smart styring af varmesystemet
Forsøg i FED’s living lab i Aalborg viser, at borgerne er klar til at slippe kontrollen over varmesystemet, hvis de får forklaret gevinsten for klimaet - og sig selv.
Af Hanne Kokkegård, DTU Compute
Der er ikke noget så effektivt som kriser til at få os til at ændre adfærd. Det så vi under Covid-19, og nu under den igangværende energikrise i Europa, hvor prisstigninger går hånd i hånd med energispareråd, og hvor energiforbruget falder. Men hvad sker der, når krisen (forhåbentlig en dag) er overstået?
I FED-projektet – Flexible Energy Denmark støttet af Innovationsfonden - er forskerne overbeviste om, at automatisk styring af energiforbruget baseret på data er vejen frem. Ved at være fleksibel kan man afstemme fjernvarme og strømforbrug ud fra variable priser og det omkringliggende energinet og derigennem spare CO2 og inkludere mere vedvarende energi.
Og borgerne er faktisk klar til at overdrage ansvaret for varmen til en kunstig intelligens, der ud fra vejrudsigten, fjernvarmenettets kapacitet og behovet for varme inden døre, styrer opvarmningen i huset. I hvert fald ifølge et forsøg med smart styring af varmen i FED’s living lab i Aalborg, hvor forskere fra Aarhus Universitet udover at styre varmesystemet har interviewet beboerne, og hvor skepsis blev vendt til accept, da de fik forklaret forsøget:
”Selv om der er tale om et lille studie, viser det, at folk er klar til automatisk styring, hvis de får forklaret, at det gavner klimaet og privatøkonomien,” siger Louise Christensen, ph.d.-studerende på Department of Civil and Architectural Engineering ved Aarhus Universitet.
Netop nu, hvor folk er opmærksomme på energipriserne, regulerer mange familier varmen og elforbruget ud fra prisen. Men forsøget viser, at automatisk regulering, der styrer energiforbruget uden indblanding, vil være vejen frem:
”Vi ved fra tidligere studier, at effekten af kampagner, hvor folk bliver bedt om at gøre noget manuelt, aftager hurtigt over tid. Man mister simpelthen interessen. Desuden følger behovet for energifleksibilitet ikke bestemte mønstre, og det kan opstå, når folk ikke er i nærheden af deres varmesystem. Derfor bør det ske automatisk, hvis vi skal indfri potentialet, og det bør vi, for samfundsgevinsten ved varmefleksible bygninger er enorm,” siger professor Steffen Petersen, der er Louise Christensens supervisor.
Simuleringer er mangelfulde
Når man laver forsøg med varmestyring, sker det ofte i ubeboede bygninger, men det særlige ved studiet i Aalborg er, at det går skridtet videre ved både at styre varmen i boliger, mens folk bor der, og ved at kombinere ingeniørvidenskab med antropologiske undersøgelser.
Louise Christensen og Steffen Petersen har under forsøget både moniteret og styret varmen i bygningen, samt spurgt ind til beboernes oplevelse med varmereguleringen før, under og efter forsøget.
”Simuleringer tager ikke højde for alle faktorer, især ikke brugeradfærd og -oplevelse. Desuden er simuleringer ofte en idealisering af faktiske forhold; man regner med, at alt kan lade sig gøre, og at alt sker som planlagt. Det er derfor helt nødvendigt, at vi – som i FED - får gennemført fysiske eksperimenter for at eftervise, at simuleringernes potentiale kan indfris i praksis, herunder om beboerne vil acceptere teknologien,” siger Steffen Petersen.
Varmede op før og efter morgenpeak
I living lab’et har tre rækkehuse med forskellig beboersammensætning fået installeret udstyr til at monitorere indeklimaet i boligerne. Forskerne kan fjernstyre den enkelte termostat på radiatorerne, og kan på den måde styre varmen i boligen.
Forsøget, som imiterede en ”model prædiktiv styring” foregik i februar 2021 i Aalborg; altså før energikrisen begyndte. Denne type styring vil typisk varme huset op tidligt om morgenen, for at undgå opvarmning under det såkaldte ”morgenpeak”.
Forsøgene foregik ’blinded’, så beboerne vidste reelt ikke, om der blev reguleret på varmen. Efter forsøget supplerede Louise Christensen undersøgelsen med et interview af beboerne både for at få sat ord på oplevelsen og for at forklare, hvorfor automatisk styring er godt for fjernvarmen, miljøet og folks økonomi.
”I et af rækkehusene var beboerne vant til at slukke for varmen om natten og tænde igen, når de stod op. De varme morgener under forsøget var derfor uvant for beboerne, og de synes det var ubehageligt. Alligevel var de klar til at acceptere det, hvis der var en økonomisk gevinst forbundet med det” fortæller Louise Christensen.
Vil udvide forsøget
Aarhus Universitet håber at kunne gentage forsøget denne vinter over længere tid og udvide living lab’et med et klassisk H-hus – et parcelhus fra 1970’erne forbundet til fjernvarmenettet. Danmark har mange af den type huse, så potentialet er stort, hvis man kan få det til at virke.
”Det er tanken, at beboerne skal have lov til at skrue op/ned for varmen, hvis de ikke føler, at indeklimaet er godt nok for dem med den intelligente styring. Så er spørgsmålet, om de vil gøre det, når de på forhånd ved, at den automatiske styring gavner flere ting – inklusiv privatøkonomien,” siger Louise Christensen.
I forsøget har man anvendt udstyr, der i forvejen findes på markedet for at se, om det rent teknisk fungerer til sådan et setup. Forsøget med living lab’et bekræftet – ligesom andre living lab-forsøg med styring – at online-forbindelsen ofte er ustabil til termostaten. F.eks. har det været svært at hæve og sænke temperaturen via fjernstyring af termostater. Forskerne har også identificeret en række tekniske udfordringer med termostaterne på markedet, som man vil samarbejde med industripartnere i FED om at få løst.
Det skarpe skel mellem selskab og kunder udviskes
FED-projektet nærmer sig sin afslutning i marts 2023, og på bundlinjen er det tydeligt for forskerne, at fremtiden er smart styring.
I fremtiden kan man forestille sig, at det skarpe skel, for hvor fjernvarmeselskabet ender, og hvor kunden tager over, bliver udvisket.
”Fjernvarmeselskaberne vil kunne se en stigende fordel af at kundens varmesystem tilpasser sig fjernvarmeproduktionen. En oplagt mulighed er at lade den indbyggede styring i fjernvarmeunitten tale sammen med smarte termostater og indeklimasensorer, så kunden ikke selv skal gøre noget.” mener Louise Christensen.
Læs mere i den videnskabelige artikel fra Aarhus Universitet og Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne i Schweiz: ” A mixed-methods case study on resident thermal comfort and attitude towards peak shifting of space heating”, der netop er udkommet i tidsskriftet Energy and Buildings.
Fotos: 1: Himmerland Boligforening. 2: Anne Bloksgaard Nielsen, AAU. 3: René Jeppesen.dk for Himmerland Boligforening. 4: Morten Koed Rasmussen, Høje-Taastrup Kommune.