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Nutzer-zentrierte Solarforschung für die städtische Anwendung

Zusammenfassung des Projektes SoWa

Titel des Projekts

Solar betriebene Steuerung von Beschattung und Wärmeschutz

Synopsis

Eine Regelung die die erfragten Nutzerwünsche berücksichtigt und die Verschattung auf Basis einer Wettervorhersage regelt wurde in einem Prototypen getestet. Die Machbarkeit einer PV-Versorgung der Steuerung von Verschattungseinrichtungen und von LED-Spots wurde in zwei Simulationsmodellen bestätigt. Das ökonomische Potenzial wurde auf dieser Basis und kalkulierten Kosten des Systems bestimmt.

Kurzfassung / Abstract

Eine steigende Anzahl von installierten Klimaanlagen erhöht in Europa den Energieverbrauch im Sommer. Im SoWa Projekt wurde eine Alternative analysiert, die bei der Erhaltung der Komfortbedingungen und einer hohen Produktivität der Mitarbeiter allein mit Solarenergie zum Betrieb auskommt. Die Regelung der Rollläden senkt die Anforderungen an die Klimatisierung durch eine adaptive Verschattung, verhindert Blendung und ermöglicht eine Nutzung der Sonneneinstrahlung in Form von Heizenergie im Winter. Mit einer Reihung der Effizienz der drei Beleuchtungsmöglichkeiten (Tageslicht, PV-gespeiste LED-Spots und Leuchtstoffröhren) je nach prognostiziertem Wetter kann die Gesamtenergiebilanz bestehend aus Heizungs- und Kühlenergiebedarf und Beleuchtungsenergie optimiert werden.
Nach dem Ausscheiden nicht nutzbarere oder sinnvoller Verschattungskonzepte mittels Multi-Kriterien-Analyse, wurden Innovationen bei Rollläden analysiert. Die technische Machbarkeit der Sensorik und Aktorik wurde mittels Hardware in-the-loop und einer Implementierung der -Logik mit Fuzzy-Komponenten in PYTHON und Messwerterfassung/Steuerung über Labjack Hardware getestet. Das Einsparungspotential wurde für typische Fälle über eine Simulation bestimmt und eine mikroskopische Simulation genutzt, um die Qualität der Lösung für verschiedene Wetterphänomene zu testen. In einem zweiten Ansatz wurde eine Lösung implementiert, die eine über TCP/IP angeschlossene Einheit ohne Programmierbarkeit nutzt. Der mit Photovoltaik gespeiste Betrieb der LED-Beleuchtung und der Rollladen minimiert die solaren Wärmelasten im Sommer und erlaubt eine sichere „freie Kühlung“ während der Nacht. Die Analyse der PV-Varianten führte zu einer Bestimmung der Methoden wie PV in die Rollladenstäbe integriert werden kann. Eine Ausblick zeigt einen Fahrplan für die Einführung einer PV-Ausrüstung von Verschattungs­einrichtungen.
Das Projekt wurde 2011 abgeschlossen und bietet das know-how für die industrielle Entwicklung und Demonstration in kleinen prototypischen Anlagen.

Was können Sie vom Projekt erwarten?

Durch SoWa konnte ein tiefer Einblick in die Kombination aus Tageslichtausnutzung und vorausblickende Regelung der solaren Wärmegewinne von Räumen gewonnen werden. Dieses Wissen kann nutzbringend in Ihre Projektanwendungen einfließen. Wir können fundierte Unterstützung in folgenden Gebieten anbieten

  • Kontrolle der Beleuchtungsniveaus

  • Sicherung eines angenehmen thermischen und optischen Raumklimas

  • vernetzte eingebettete Mikrocomputer und daran angeschlossene Aktuierung und Sensorik

  • Implementierung von PV in (beweglichen) Verschattungseinrichtungen mit neuartiger patentrechtlich geschützter Energieübertragung

Nächste Schritte

Nach Sicherung des IP in einem geschützten Gebrauchsmuster kann die im Projekt gefundene Lösung in einem Nachfolgeprojekt demonstriert werden. Vorschläge für geförderte oder kommerzielle Projekte sind willkommen. Durch die umfassende Expertise kann über die in SoWa angenommenen Systemarchitektur hinaus ein ein Beitrag geleistet und das Hauptaugenmerk auf andere Anwendungsfelder gelegt werden. Folgende Aufgaben wären mit dem erarbeiteten Wissen für Hersteller von Verschattungsanalgen abarbeitbar:

  • Erstellung eine prädiktiven Regelung der Verschattungseinrichtung

  • Integration von PV in Klappläden

Projektleiter

Energie und Umweltconsulting DI Gerfried Cebrat

Hermann Bahr Gasse 5
8020 Graz

E-mail: Kontaktformular

Tel. 0316 723757

Mobil 0680 214 1094

http://www.energie-umwelt.at

Webpage des gegenständlichen Projekt

http://www.energie-umwelt.at/sowa.htm

Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert und im Rahmen des Programms „NEUE ENERGIEN 2020“ durchgeführt.