INTELIGENTNY DOM ZERO- ENERGETYCZNY

Transkrypt

1 INTELIGENTNY DOM ZERO- ENERGETYCZNY Dr Inż. Jacek Biskupski WIS PK, WEiP AGH Kraków

2 CZYM JEST DZIŚ INTELIGENTNY BUDYNEK MIESZKALNY? To budynek w którym dzięki rozwiniętym systemom automatyki budynkowej możliwe jest automatyczne zarządzanie wszystkimi istotnymi systemami technicznymi budynku (w szczególności R-HVAC) w sposób maksymalnie zoptymalizowany. Realizowane jest to przez zintegrowany system informatyczny, będący połączeniem systemów SCADA, BMS i GUI, Wg prof. D.Crome budynek taki musi zapewniać ZRÓWNOWAŻENIE ŚRODOWISKOWE, a więc dążyć do jego zero (nzeb) lub plus energetyczności

3 WYZWANIE MAKSYMALNE WYKORZYSTANIE ENERGII ODNAWIALNYCH DLA CO/CWU/WENT (HVAC)

4 BUDYNEK INTELIGENTY NZEB DOM GALIA POD KRAKOWEM Grzanie Co/CWU Własna Energia Elektryczna Składowanie Energii Wentylacja Komfort Klimatyczny Pompy ciepła, Gruntowa i powietrzna Panele solarne ST Kominek z płaszczem wodnym Kocioł na biomasę. MTW3kW PV 11 kwp Buforowanie w sieci energetycznej Własny bufor Akku. 50 kwh - Dostępne 30 kwh Centrala went. naw-wyw. Rekuperator Nawilżanie powietrza

5 SYSTEM BMS UNIHOME - WPROWADZONY W BUDYNKU W proponowanym rozwiązaniu Unihome stworzono w domu mieszkalnym zintegrowany mono-energetyczny system zaopatrzenia w energię w którym WSZYSTKIE odbiorniki mogą dokonywać przemiany energii elektrycznej (AC lub DC) na inne użyteczne energie a w szczególności wykorzystywane do: 1. Centralnego Ogrzewania 2. Centralnego przygotowania CWU z cyrkulacją 3. Centralnego system HVAC (wentylacji z dogrzewaniem i schładzaniem powietrza) 4. Oświetlenia 5. Innych urządzeń domowych (pralki, lodówki, kuchenki, zmywarki_)

6 1. WENTYLACJA Z REKUPERACJĄ JAKO OGRZEWANIE I CHŁODZENIE W BMS UNIHOME Dogrzewanie powietrza jesienią po rekuperacji (w wentylacji) z Generatora wiatrowego (MTW) Chłodzenie powietrza w wentylacji latem z lody lodowej dolnego źródła pompy ciepła

7 2. ENERGIA ELEKTRYCZNA (LUB BIOMASOWA) DO OGRZEWANIA DOMU ORAZ JEJ AUTOMATYCZNE SKŁADOWANIE

8 PRZYKŁAD 3 PRZYGOTOWANIE I SKŁADOWANIE CWU - AUTOMATYCZNE PRZEŁĄCZANIE ŹRÓDŁA CIEPŁA

9 PRZYKŁAD 4 ROLA FOTOWOLTAIKI

10 SYSTEM BMS WSPÓŁPRACUJE Z MIKROGENERATOREM PV I WYKONUJE ZADANIA: 1. Narzędzia integrującego wszystkie źródła energii oraz odbiorniki w zautomatyzowanym układzie monoenergetycznym (prąd elektryczny) opcjonalnie (uruchamiana ręcznie) kotły na biomasę jako źródło energii CO/CWUU 2 Wyprodukowania odpowiedniej ilości energii z PV i w miarę możliwości wykorzystaniu jej w jak największym stopniu na bieżące potrzeby budynku. 3. Składowanie nadmiarów energii w akumulatorach lub/i sieci OSD 4. Odbieranie i zarządzania w okresie grzewczym energii zeskładowanej u OSD ( wg modelu - 80 % przekazanej do sieci energetycznej)

11 WYPRODUKOWANO 5,60 KWH POBRANO 15,86 KWH (35% ZUŻYCIE WŁASNE)

12 BILANSE NZEB OPRCOWANIE WŁASNE

13 POPYT NA ENERGIĘ W NZEB W SKALI ROKU 30 Roczne zapotrzebowanie ne energię budynku nzeb

14 WYKRES PRODUKCJI WŁASNEJ ENERGII DOMU NZEB (DOM GALIA POD KRAKOWEM) 35 Produkcja własna energii z 11 kwp PV

15 kwh/day Złożenie popytu i podaży nzeb Tytuł osi Serie1 Serie2

16 ZŁożeniowy bilans nzeb z akumulacja w zasobniku POPYT PODAZ AKUMULACJA DEFICYT_DNIA SUMA_DEFICYT

17 SUmaryczny bilans roczny budynku nzeb z akumulacja w sieci OSD (odzysk 80 %) POPYT PODAŻ AKUMULACJA DEFICYT_DNIA SUMARYCZNY_DEFICYT SUMA_ZAKUMULOWANA W SIECI OSD

18 MOŻLIWOŚĆ ZARZĄDZANIA POPYTEM I MAGAZYNOWANIEM ENERGII W NZEB PRZEZ BMS 2500 SUmaryczny bilans roczny budynku nzeb z akumulacja w sieci OSD (odzysk 80 %) POPYT PODAŻ AKUMULACJA DEFICYT_DNIA SUMARYCZNY_DEFICYT SUMA_ZAKUMULOWANA W SIECI OSD

19 2500 SUmaryczny bilans roczny budynku nzeb z akumulacja w sieci OSD (odzysk 80 %) POPYT PODAŻ AKUMULACJA DEFICYT_DNIA SUMARYCZNY_DEFICYT SUMA_ZAKUMULOWANA W SIECI OSD

20 WYPRODUKOWANO 5,60 KWH POBRANO 15,86 KWH (35% ZUŻYCIE WŁASNE)

21 ODDAWANIE ENERGI NADMIAROWEJ MOŻE BYĆ EFEKTEM MECHANIZMU DSM REALNY PRZYKŁAD WYPRODUKOWANO 7,82 KWH POBRANO 2,37 KWH (100% ZUŻYCIE WŁASNE, NADMIAR DO ZASOBNIKA)

22 W OKRESIE POZA GRZEWCZYM (OD 04-09) KONIECZNOŚĆ ODDAWANIA ENERGII DO SIECI 120 % 116 % 94 %

23 PODSUMOWANIE

24 PODSUMOWANIE 1. Nowe wytyczne techniczne bardzo zaostrzają wymogi co do zużycia energii przez budynek ale też jej źródła 2. Wentylacja mechaniczna z rekuperacją staje się koniecznością, choć nie może być traktowana jak lekarstwo na zbyt wysokie zapotrzebowanie energii (to nie przejdzie). 3. Do spełnienie rosnących wymagań konieczne jest projektowanie zintegrowane, analizy wariantowe i rozpatrywanie budynku jako całości energetycznej. 4. Systemy automatyki budynkowej stają się koniecznością, ale muszą zapewniać współdziałanie wentylacji, ogrzewanie, ciepłej wody i

25 PODSUMOWANIE WNIOSKI W ASPEKTACH TECHNICZNO-EKONOMICZNYCH I Jest uzasadnione w Polsce (w świetle obowiązujących przepisów prawa WT) instalowanie przydomowych mikrogeneratorów OZE MTW i PV Efektywność takiej instalacji silnie zależy tego czy instalacja JEST ZARZĄDZANA SPÓJNYM SYSTEMEM BMS CZY STANOWI WYSPY RÓŻNYCH ROZWIĄZAŃ Instalacja taka może być droga, ale zarządzanie składowaniem nadwyżek stanowi rozwiązanie najbardziej ekonomiczne.

26 AKTUALNIE MOŻLIWE SCENARIUSZE WSPÓŁPRACY SYSTEMU BMS Z OSD JAKO PREDEFINIOWANE FUNKCIE BMS UNIHOME 1. Typowy mechanizm ograniczenia zużycia DEE (realizowany automatycznie przez sieć energetyczną lub GSM) 2 Tryb ograniczenia zużycia planowego przez ograniczenia zużycia organizowane przez (BMS) i specjalne taryfy i strefy 3. Tryb planowego częściowego oddawania energii wyprodukowanej przez prosumenta na rzecz OSD 4. Tryb oddawania energii wyprodukowanej do OSD i ograniczenia zużycia w celu pokrycia chwilowych deficytów np.

27 PODSUMOWANIE WNIOSKI ŚRODOWISKOWE Zainstalowanie przydomowych mikrogeneratorów OZE MTW i PV daje wymierne obniżenie emisji gazów cieplarnianych i pyłów zawieszonych przez redukcję zapotrzebowania na Ep Instalacja 10 kwp systemu PV Jest w stanie rocznie wygenerować kwh energii elektrycznej i zmniejszyć zapotrzebowania na Ep 0 30 MWh Przekłada się to na nie wyemitowanie do atmosfery 7-10 Mg ditlenku węgla rocznie Zmiana systemu grzewczego kotłów na pompy ciepła zasilane z OZE powoduje redukcję emisji pyłów PM10 i PM2,5 i benzo(a)piernu

28 BUDYNEK NETTO ZERO ENERGETYCZNY budynek netto zero energetyczny (nzeb), którego bilans energii produkowanej na miejscu lub w pobliżu oraz energii pobieranej z sieci w odniesieniu do energii pierwotnej będzie co najmniej 0 kwh/(m2rok).

29 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ DR INŻ. JACEK BISKUPSKI