Rapport: Enkelt å drive energifleksible bygg

Forskere ved SINTEF og NTNU har nå undersøkt potensialet for forenklede styringsalgoritmer for å kunne benytte seg av bygningers energifleksibilitet, med fokus på forskyvning av romoppvarmingen i et skolebygg.

Studien ble gjennomført i passivhusskolen Ydalir i Elverum kommune, som er et av pilotområdene til Forskningssenter for nullutslippsområder i smarte byer (FME ZEN). Skolen er utstyrt med et vannbårent oppvarmingssystem tilknyttet fjernvarme.

– De potensielle fordelene for termiske nett med hensyn til energifleksibilitet er i tillegg muligheten til å bruke overskuddsvarme og økt sikkerhet for å kunne levere varme til forbrukerne i enden av (fjern-)varmenettet i perioder med høy etterspørsel, sier SINTEF-forsker John Clauß i en pressemelding.

Vellykket forskyvning

Forskerne gjennomførte en tidsplanbasert kontrollstrategi for å forvarme rommene om morgenen (før kl. 7) til ca. 23 grader i stedet for 21 grader, og resultatene viste en betydelig lastforskyvning til periodene utenfor typiske spisslast-timer (kl. 07:00 til 09:00).

Spesielt ble energibruken i typiske spisslast-timer redusert, uten en betydelig økning i den daglige energibruken.

– Dette viser at en relativt enkel kontrollstrategi kan bidra til å utnytte bygningens energifleksibilitet, sier professor Laurent Georges ved NTNU i samme melding.

De forteller at en viktig del av studien var å evaluere hvordan endringer i bygningsdriften påvirket elevenes oppfatning av termisk komfort. En enkel undersøkelse blant elevene viste ingen signifikante forskjeller i oppfatningen av termisk komfort mellom periodene med vanlig drift og periodene med tiltak.

Praktiske utfordringer

Tross at temperaturstyringen var tidsplanbasert og dermed forholdsvis enkel sammenlignet med avanserte metoder som bruker numeriske optimeringer for å bestemme det «riktige» settpunktet til enhver tid, møtte forskerne flere praktiske utfordringer ved denne tilnærmingen.

– Ufullstendige eller utdaterte beskrivelser av de tekniske systemene var en betydelig utfordring. Dette skapte usikkerhet og hindret utnyttelsen av lastforskyvningspotensialet, forteller Clauß.

I tillegg utgjorde fraværet av muligheten for automatiserte endringer i settpunktinnstillingene i SD-anlegget en utfordring for bygningsledere. Dette gjør det i utgangspunktet upraktisk å innføre energifleksibilitetstiltak, som for eksempel forvarming.

Studien tyder på at fleksibilitet på forbrukersiden kan spille en stor rolle i den pågående energiomstillingen. Forenklede kontrollstrategier, som er mindre dataavhengige enn avanserte metoder (f.eks. modell-prediktiv kontroll), kan fremskynde utbredelsen av energifleksibilitet i praksis.

En enkel tidsplanbasert kontrollstrategi kan altså effektivt utnytte bygningers iboende fleksibilitet når det gjelder romoppvarming, uten at det går ut over energieffektivitet eller termisk komfort.