SolCalc: Entwicklung eines normierbaren Rechenalgorithmus für die Energieverbrauchsschätzung und die Energieausweiserstellung von Wohngebäuden mit einem solaren Deckungsrad bis 100% unter Berücksichtigung optimaler Einbindung von Biomasse und Wärmepumpen

Entwicklung eines normierbaren Rechenalgorithmus für die Energieverbrauchsschätzung und die Energieausweiserstellung von Wohngebäuden mit einem solaren Deckungsrad bis 100% unter Berücksichtigung optimaler Einbindung von Biomasse und Wärmepumpen.

Kurzbeschreibung

Ausgangssituation/Motivation

Derzeit werden zur Planung innovativer Gebäude verschiedene teilweise nicht nachvollzieh-bare Methoden verwendet und es fehlt die Abbildung des Nutzerverhaltens für die Energiever-brauchsprognose. Außerdem ist kein vereinfachter Algorithmus zur Abbildung von Solarther-mie mit Deckungsgraden über 20% in Kombination mit Biomassekesseln und Wärmepumpen vorhanden.

Inhalte und Zielsetzungen

Das Hauptziel im Projekt SolCalc ist einen normierbaren Rechenalgorithmus für die Energie-verbrauchsschätzung und die Energieausweiserstellung von Wohngebäuden mit einem sola-ren Deckungsgrad über 20% bis zu 100% in Kombination mit Biomassekesseln und Wärme-pumpen zu entwickeln. Bei dieser Entwicklung soll auch eine Methode zur Abbildung des Nut-zerverhaltens integriert werden.

Methodische Vorgehensweise

Die Nutzermodellierung wurde in einem Feldtest mit Hilfe der Energieberatung Salzburg vali-diert. Der Rechenalgorithmus wurde in Matlab und Python umgesetzt. Der Matlab Algorithmus ist im Bericht beschrieben und die Umsetzung in Python ist als Webservice verfügbar. Für die Validierung wurden Testbeispiele dokumentiert und die Auswirkungen von unterschiedlichen numerischen Algorithmen gezeigt. Als realer Anwendungsfall wurde das e4-Sonnenhaus in Zwettl verwendet.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Das Modell zur Nutzermodellierung hat sich als sehr treffsicher bei der Anwendung in der Energieberatung erwiesen. Die Abweichung der unterschiedlichen numerischen Algorithmen bei der Abbildung komplexer Einfamilienhäuser mit einem hohen solaren Deckungsgrad liegt unter 10%. Bei der Simulation des e4-Sonnenhauses konnte der gemessene solare De-ckungsgrad sehr präzise berechnet werden. Der Algorithmus steht in Form eines Schulungs-tools zur Verfügung, wobei auch ein Labeling zur Qualitätssicherung für Solarthermieanlagen integriert wurde.

Ausblick

Auf Basis dieser Erkenntnisse gibt es zwei FFG Folgeprojekte. Das Projekt „Simultan" be-schäftigt sich mit der Entwicklung einer konkreten Planungsumgebung für alle Beteiligten an einem Bauprojekt, wobei die Verfahren von SolCalc für Berechnungen im Hintergrund genutzt werden. Das Projekt „SolBau" verwendet und entwickelt den Rechenalgorithmus aus SolCalc weiter um die Auslegung der Anlage durchzuführen. Durch die holistische Betrachtung des Gesamtsystems können unnötige Kosten für überdimensionierte Anlagenkomponenten ver-mieden werden.

Publikationen

Entwicklung eines normierbaren Rechenalgorithmus für die Energieverbrauchsschätzung und die Energieausweiserstellung von Wohngebäuden mit einem solaren Deckungsgrad bis 100% unter Berücksichtigung optimaler Einbindung von Biomasse und Wärmepumpen Schriftenreihe 47/2017
T. Bednar, D. Bothe, M.Gladt, S. Handler, M. Neusser, K. Ponweiser, A. Reiter, S. Wolny, S. Zilles
Herausgeber: BMVIT
Deutsch, 222 Seiten

Projektbeteiligte

TU Wien E206 - Institut für Hochbau und Technologie

Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Thomas Bednar
Dipl.-Ing. Dipl.-Ing. Dr.techn. Matthias Gladt
Dipl.-Ing. Maximilian Neusser
Dipl.-Ing. Sabine Wolny
Dipl.-Ing. Sebastian Zilles

TU Wien E302 - Institut für Energietechnik und Thermodynamik

Dipl.-Ing. Dominik Bothe
Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Karl Ponweiser

hbo-Service GmbH

Dipl.-Ing. Dipl.-Ing. Dr.techn. Simon Handler

AEE Erneuerbare Energie NOW

Ing. Andreas Reiter