Til hovedinnhold

PRESAV – Prediktive styringsstrategier til aktiv varmelagring i bygninger

PRESAV – Prediktive styringsstrategier til aktiv varmelagring i bygninger

PRESAV vil utvikle ulike prediktive styringsstrategier til aktiv varmelagring med hensyn til strømpris, fjernvarmepris, værmelding (f.eks. solstråling og utetemperatur) og lokalt varmebehov i bygninger med installert solcelleanlegg og aktivt varmelager.

ZEB Lab Foto: Nicola Lolli, SINTEF Community
ZEB Lab Foto: Nicola Lolli, SINTEF Community

Styringsstrategiene skal testes i ZEB-laboratoriet som har både et PCM (faseforandringsmaterialer) varmelager og et solcelleanlegg i tillegg til et programmerbart energistyringssystem. Den beste styringsstrategien skal brukes fremover.

Ulike variabler vil tas hensyn til for å utvikle og teste prediktive styringsstrategier til aktiv varmelagring i ZEB-laboratoriet
Ulike variabler vil tas hensyn til for å utvikle og teste prediktive styringsstrategier til aktiv varmelagring i ZEB-laboratoriet

 

Prosjektet PRESAV er delt i 3 vitenskapelige delaktiviteter:

A.1 Prediktive styringsstrategier. Ulike styringsstrategier basert på prediktiv styring (model predictive control - MPC) skal utvikles i Python for å ta hensyn til varmebehovsmønster for bygningen, lokal værmelding om solstråling og temperatur, og publisert pris for strøm og fjernvarme. MPC er en avansert metode som brukes til å kontrollere en prosess mens du tilfredsstiller en eller flere objektiver innen visse begrensninger. Hver dag vil styringsstrategien skissere en plan for det neste døgnet for å utnytte mest mulig av egenprodusert solenergi og unngå toppbelastning av fjernvarmenett og strømnett ved høylasttider.

Egenprodusert solenergi kan konverteres til varme gjennom bruk av varmepumpen og lagres i PCM-varmelageret (200 kWh) ved behov. PCM-varmelageret kan også lades ved bruk av fjernvarme gjennom en egen varmeveksler. Denne varmen brukes så til oppvarming i bygningen ved behov.

A.2 Implementering og testing i ZEB-laboratoriet. Ulike styringsstrategier utviklet i A.1 vil implementeres i ZEB-laboratoriet sitt energistyringssystem og testes over flere dager/uker i kald sesong. Dette vil også skape nøkkelerfaring med det innovative energistyringssystemet i bygningen som inneholder en "forsknings-modus". Dette vil gjøre det mulig å endre deler av energistyringsrutinene i bygningen. ZEB-laboratoriet vil også kjøres uten aktiv bruk av PCM-varmelager i noen dager/uker for å danne en referanse som blir nyttig for å vise frem fordelene av aktiv varmelagring. Avhengig av erfaringer med eksisterende sensorer (f.eks. energimåler) vil nye sensorer med høy nøyaktighet og rask respons bli installert ved behov.

A.3 Data-analyse og feedback til strategier. Energidata frembrakt av de ulike styringsstrategiene som testes vil samles og sammenlignes med referansen (uten aktivt varmelager). Basert på dette blir det mulig å skissere forslag til forbedring av strategiene slik at en ny runde med utvikling og testing kan gjennomføres.

PRESAV prosjektstruktur
PRESAV prosjektstruktur

 

Styringsstrategiene i PRESAV vil tilfredsstille objektiver som adresserer utfordringer knyttet til topplast-behov til oppvarming, dermed bidra til å fremme oppnåelse av ZEN-definisjonen ved å utvikle løsninger som vil føre til:

  • Reduserte klimagassutslipp fra drift av bygninger gjennom økt bruk av lokalprodusert energi;
  • Redusert effektbehov gjennom fleksibel styring av energistrømmer innad i et bygg og mellom et bygg og omliggende energisystem.

Prosjektet ledes av SINTEF Energi, disse er partnere i prosjektet:

 


Prosjektet er finansiert av FME ZEN.
Assosiert laboratorium er ZEB Lab.


 

Publisert tirsdag 7. september 2021
Forsker
410 19 994

Prosjektvarighet

2021 - 2022