Publiceret 23. jan. 2020
AU: Energifleksible bygninger giver billigere bæredygtighed
Af Steffen Petersen, Lektor ved Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet
Omstillingen til vedvarende energi betyder, at det ikke længere kun er interessant at spare energi til bygningsdrift. Det er i stigende grad også interessant, hvornår der bruges energi. Derfor vil vi i de kommende år se et øget fokus på etableringen af energifleksible bygninger.
Synspunktet blev bragt i Energiforum Danmark Nr. 1/Januar 2020 - se mere her
AARHUS UNIVERSITET (AU) deltager i det nystartede forskningsprojekt Flexible Energy Denmark (FED), der er støttet af Innovationsfonden. Sammen med landets øvrige tre tekniske universiteter, forsyningssektoren og en række teknologivirksomheder, skal der i projektet udvikles løsninger, der gør samfundets energiefterspørgsel mere fleksibel.
AU hjælper i denne forbindelse med forskningsbaseret udvikling og afprøvning af løsninger, der kan flytte varmeforbruget i boliger hen mod de tidspunkter på døgnet, hvor den vedvarende energiproduktion kan have svært ved af følge efterspørgslen.
Smart styring af rumopvarmning er fremtiden
En af disse løsninger er smart styring af rumopvarmning af bygninger. Konceptet går ud på at udnytte den termiske masse i byggematerialer og inventar som "varmebatteri' til at flytte varmeforbruget hen mod de tidspunkter på døgnet, hvor energiproduktionen har svært ved at følge efterspørgslen.
Denne effekt opnås ved at varme bygningen en smule mere op med billig energi, hvortil varmen slukkes, når prisen på energien stiger og indetemperaturen falder tilbage til udgangspunktet. Teknikken bag konceptet kaldes model-prædiktiv styring (fra engelsk: model predictive control - MPC). MPC er en avanceret metode til processtyring, der anvendes i mange industrielle processer, men som endnu sjældent ses i byggeriet.
MPC anvender dynamiske modeller af en proces til at simulere fremtiden med henblik på at beslutte, hvad der er bedst at gøre nu for at undgå fremtidige problemer. Ved MPC af varmesystemer i bygninger indgår bl.a. en termodynamisk model af bygningen, en optimeringsalgoritme, vejrudsigter samt data fra energimålere (og rumtemperaturer).
Vores modelberegninger viser, at denne intelligente form for styring af varmen i et hus kan øge energiforbruget med op til 15%, og at det samtidig reducerer varmeregningen med op til 15% i forhold til en konventionel styring.
Brug mere energi og spar penge
Med andre ord: Brug mere energi og spar penge! Sagen er, at man bruger meget (men billig) energi når prisen er lav og kun lidt (men dyr) energi, når prisen er høj. Mere interessant er det, at man samtidig flytter energiforbruget væk fra de tidspunkter, hvor energiforsyningen har deres spidsbelastninger. Det vil sige tidspunkter, hvor energiselskaberne normalt har de største problemer med at følge med efterspørgslen.
Den opmærksomme læser tænker måske: 'Skaber man ikke mere CO 2-udslip med et højere energiforbrug?' Svaret er: 'Ikke nødvendigvis.' Det afhænger nemlig af, hvor stor en andel af energien på et givet tidspunkt, der kommer fra vedvarende kilder som vind og sol. Faktisk har det vist sig, at man ved hjælp af model-prædiktiv styring kan reducere både CO2-udslip og opnå en besparelse, hvis man vil tage til takke med en lidt mindre økonomisk gevinst.
Omstillingen af vores energiforsyning til vedvarende energi betyder, at det ikke længere kun er interessant at spare energi til bygningsdrift - selv om det skal understreges, at det stadig er en meget vigtig dagsorden - men at det i højere grad også er væsentligt hvornår der bruges energi. Derfor forudser vi at der i de kommende år vil være et øget fokus på tilvejebringelse af energifleksible bygninger.
En sikker indikator på at det går i den retning er, at European Performance of Buildings Directive, som udstikker retningslinjerne for energibestemmelserne i det danske bygningsreglement nu adresserer bygningers evne til at tilpasse sig energiforsyningen.
Spørgsmålet om hvad en energieffektiv bygningsmasse er, vil derfor i en nær fremtid handle om en afvejning af investeringer i energibesparelser, investeringer i elektrificeringen af energiinfrastrukturen, og - som noget nyt - investeringer i bygningers energifleksibilitet.
For mere information, kontakt
Steffen Petersen
Lektor ved Institut for Ingeniørvidenskab, Aarhus Universitet