24 timer med Elforsk Udnytter du varmen fuldt ud? Termisk lagring og bygninger Reto M. Hummelshøj Energieffektivitet og Innovation rmh@cowi.com 1
Appetizer termisk energilagring i bygninger Overblik over muligheder Hvorfor lagre energi Hvad opnår man med lagring Inspirere til at tænke kreativt så vi bedre kan udnytte alle vore ressourcer Lager 2
Fremtidens energisystem => Smart City Det handler om: Grøn omstilling med øget indpasning af vedvarende energi, såvel centralt som distribueret i bygninger Da sol og vind ikke produceres jævnt over tid skal vi indarbejde: 3 Lagring (elektrisk og termisk) Lastudjævning Flexibilitet så vi kan flytte forbrug tidsmæssigt og synergier (mellem el & varme og køling & varme) Sensorer og styringsmuligheder IOT Smart Grid => Smart Buildings => Smart City (alle elementer skal spille aktivt sammen) Bygninger kommer til at spille en mere aktiv rolle
Energilagring og udjævning af forbrug hvorfor? Udnytte (vedvarende) energi bedst muligt Undgå at overskuds-el (primært vindenergi) eksporteres billigt til udlandet, fremfor at udnytte den herhjemme i decentrale fleksible løsninger Undgå høje spidseffekter i elnettet (og andre forsyningsnet) Spare udgifter til forstærkning / udbygning af net 21 JUN 2010 4 LASTUDJÆVNING OG ENERGIBESPARELSER VED ENERGILAGRING I BYGNINGEN
Hvorfor lagre energi i bygninger Vil kan i bygningerne hjælpe forsyningssystemerne, Elnet (udjævne og tidsforskyde forbrug, reducere spidslast og udnytte overskudsel) Fjernvarmenet (reducere stikledningsdimensioner, sænke temperaturen og reducere tab) og de tekniske installationer med at sikre indeklimaet omkostningseffektivt Opvarmningsanlæg (effektbehov i en tung bygning er ca. 8% mindre end i en let) Køleanlæg (med termoaktiv lagring i konstruktioner TABS, reduceres kølespids ca. 30%) Ventilationsanlæg (med TABS kan ventilation i kontor reduceres med ca. 70%) Brugsvands anlæg (hvis energien til brugsvandsopvarmning tappes helt jævnt behøver effekten ikke være større end 1 kw) => fjernvarme buffer som alternativ til VVB 5
Nogle simple metoder til udnyttelse af passiv varmelagring i konstruktioner Pumpe stop på varmeanlæg 2-6 timer Ventilator stop - kortvarigt Forskydning af setpunkt på elektroniske rum/radiatortermostater Varmepumpestyring afhængig af prissignal på elnet og egen solcelle produktion Rumtemperatur kan varieres 2-3K med 0,5K/h Aktivering af typisk 10-20 kwh pr bolig 6
Med let kontorbyggeri kan der være behov for køling og opvarmning samme dage 7
Termisk masse kan udnyttes passivt fx med naturlig ventilation over nedhængt loft 8
Termoaktiv lagring i etagedæk prefab eller in-situ Basis opvarmning med 25-30 o C varmt vand ca. 35 W/m 2 Køling med 15-20 o C afkølet vand ca. 45 W/m² Fungerer med nedhængt loft med reduktions faktor PSO ELFORSK projekt 335-20 Termomax Spæncom 10
Frikøling hele året, og mekaniske kompressorkøleanlæg behøves måske ikke 80% besparelse (eftervist i Green Lighthouse) Hverdage 23-08 Timer over 20 19 18 17 16 15 Timer i alt Jan 0 0 0 0 0 0 207 Feb 0 0 0 0 0 0 180 Mar 0 0 0 0 0 0 189 Apr 0 0 0 0 0 0 198 Maj 0 0 0 0 0 5 207 Jun 0 1 5 6 19 30 180 Jul 1 3 7 20 36 50 207 Aug 0 5 12 23 28 54 198 Sep 0 0 0 2 3 10 189 Okt 0 0 0 0 0 0 207 Nov 0 0 0 0 0 0 189 Dec 0 0 0 0 0 0 198 11
Synergi: Overskudsvarme fra rum med kølebehov og serverrum kan lagres i gulvvarme anlæg Viborg Rådhus Skuespilhuset 12
Lagre kan have mange former Lavtemperatur lagre: Bygningskonstruktioner PCM i units eller byggekomponenter 13 (PCM =fase skiftende materiale) Islager i kombination med varmepumpe Borehulslager evt. med styret underboring Aquifer (grundvandslagring) Tanke Højtemperatur lagre Buffer tank med elpatron Keramisk masselager - elopvarmet
Koldt lager og varmepumpe med med PV-T som energi absorber afprøves i PSO projekt på DTU og EU projektet READY Varmepumpe 14 Varmt lager Koldt lager
Hvad byder fremtiden? Kombination af mange nye teknologier decentralisering og disruption Kompleksitet der skal kunne styres 3 vigtige elementer i fremtidens energisystem: Fortsat energieffektivisering Indpasning af decentrale varmepumper Energilagre Energilagring er afgørende for fortsat effektivisering og øget indpasning af vedvarende energi Varmepumpe Energieffektivisering Batterier 15
Tak for opmærksomheden Spørgsmål? 16