Das Projekt "Solare Hybridsysteme zum Heizen und Kühlen - Mit Optimierungen zu minimierten und kostengünstigen Systemkonzepten" wird/wurde gefördert durch: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG). Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Innsbruck, Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften, Arbeitsbereich Energieeffizientes Bauen.In der Bereitstellung von Wärme und Kälte im Gebäudesektor können große Primärenergieeinsparungen mittels hoher solarer Deckungsgrade erreicht werden. Dabei können solarthermische oder solarelektrische Systeme zum Einsatz kommen. Derzeit wird eine sehr kontroverse Diskussion, vor allem im Bereich Wärmeversorgung von Wohngebäuden, bezgl. dieser beiden Technologien und den energetischen und wirtschaftlichen Aspekten geführt. Nichts desto trotz können mittels durchdachter Konzepte beide Technologien in hybriden Solarsystemen Vorteile bringen. Ziel ist es wirtschaftliche, effiziente und verlässliche hybride Systeme zur Energiebereitstellung zu entwickeln. Um dies zu erreichen ist eine ganzheitliche Betrachtung beider Technologien erforderlich. Verbesserungspotentiale bezüglich der energetischen Effizienz und der Wirtschaftlichkeit sollen bei beiden Technologien erhoben werden. Die Optimierungspotentiale müssen vor der Betrachtung von Hybridsystemen ausgeschöpft werden. Nur mit optimierten Einzelsystemen (Solarthermisch oder Photovoltaik) machen Hybridsysteme Sinn. Diese Optimierungen, aber auch die Entwicklung der hybriden Systeme, basieren auf derselben Methode. Aufbauend auf einer radikal minimierten Anzahl an Komponenten, werden die Systeme in detaillierten dynamischen Simulationen abgebildet. Mit Hilfe von automatisierten Algorithmen werden die Systeme ausgelegt und die entsprechenden Regler entworfen. Die komplexen Minimierungsprobleme führen zwangsläufig zu optimaler Energieeffizienz. Durch gemeinsam genutzte Komponenten und durch die Minimalkonzepte werden auch diese Solartechnologien wirtschaftlich interessante Alternativen. Die energetische Performance dieser Entwicklungen wird mittels Hardware-in-the-Loop Labormessungen an einem Funktionsmuster nachgewiesen. Letztlich sollen größtmögliche Kostenreduktionspotentiale auf systemtechnischer Ebene aufgezeigt werden. Durch die fundierte, aber auch aufwändige Vorgangsweise soll gezeigt werden, dass die wirtschaftliche und effiziente Nutzung beider Solarenergie-Technologien in echten Hybridsystemen Sinn macht. Damit wird eine vielversprechende Möglichkeit, die Maximierung des solaren Deckungsanteils voranzutreiben, aufgezeigt. Eine Reduktion des Primärenergieeinsatzes bei der Wärme-, Kälte- und Strombereitstellung im Gebäude- und Gewerbesektor wird erreicht.
Das Projekt "DAKTris - Dynamisches Betriebsverhalten von Absorptionskältemaschinen in gebäudeübergreifenden Trigeneration-Systemen" wird/wurde gefördert durch: Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG). Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Innsbruck, Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften, Arbeitsbereich Energieeffizientes Bauen.Eine Möglichkeit Wärme, Kälte und Strom gebäudeintegriert aber auch gebäudeübergreifend bereitzustellen sind Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungen (KWKK). Erste Ergebnisse aus einschlägigen Projekten (z.B. PolySMART) mit Anlagen im kleinen Leistungsbereich zeigen die Potenziale aber auch die notwendigen Schritte auf, um die Systeme wirtschaftlich und primärenergetisch sinnvoll auszuführen. Vor allem der Abstimmung der Hauptkomponenten Blockheizkraftwerk (BHKW) und Absorptionskältemaschine (AKM) und der Systemkonfiguration (Verbrauchsprofil, Hydraulik, Regelung, etc.) wird hohe Bedeutung beigemessen. Bisher wurden für KWKK-Anlagen Standard Absorptionskältemaschinen (AKM), welche für andere Betriebsweisen ausgelegt sind, verwendet. Durch die Anpassung der AKM an die höheren Antriebstemperaturen und die dynamischen Betriebsbedingungen einer KWK-Kopplung und die Umsetzung von Verbesserungspotenzialen im internen Kreislauf sollen die Voraussetzungen für eine erfolgreiche und gleichzeitig vereinfachte (z.B. Trockenkühlturm statt Nasskühlturm) systemtechnische Umsetzung geschaffen werden. Durch die Steigerung der Abwärmenutzung des wärmegeführten BHKWs durch die thermisch angetriebene Kälteerzeugung kann die Laufzeit und damit die jährliche Stromerzeugung deutlich erhöht und somit wirtschaftlicher gemacht werden. Mit Hilfe marktrelevanter, wirtschaftlicher und primärenergetischer Überlegungen, sowie dynamischen Systemsimulationen sollen geeignete Profile für den gebäudeübergreifenden Betrieb (Wohn- und Nichtwohngebäude mit unterschiedlichen geeigneten Nutzungsprofilen) erstellt und entsprechend angepasste Systemkonfigurationen (mit/ohne Speicher, Wahl des geeigneten BHKW Typs, ) mit passenden Regelungskonzepten ausgelegt werden. Nach der Anpassung der AKM an diese Betriebsbedingungen werden die unterschiedlichen Systemkonfigurationen in Hardware-in-the-Loop Messungen untersucht. Dabei werden die Systemperformance und das Betriebsverhalten unter dynamischen Bedingungen in Kombination mit parallel laufenden Systemsimulationen realistisch abgebildet und vermessen. Mit dieser Methode ist es möglich das gesamte System bereits im Labor zu analysieren und zu optimieren. Damit werden Zeit und Kosten reduziert und die Chancen einer erfolgreichen Umsetzung der Systeme bzw. Anlagen ist höher. Mit den Daten aus den Labormessungen können Aussagen bzgl. Wirtschaftlichkeit und Primärenergieeffizienz der Systemkonfigurationen getroffen bzw. diese Systeme optimiert werden. Letztlich kann nur durch die optimale Wahl und Abstimmung der Einzelkomponenten auf Gesamtsystemebene ein wirtschaftlicher und primärenergetisch sinnvoller Betrieb gewährleistet werden und damit ein signifikanter Beitrag zur Reduktion (bei mit biogenen Brennstoffen angetriebenem BHKW sogar Vermeidung) der treibhausrelevanten Emissionen im Gebäudesektor geleistet werden.
