Energie sparen mit Wettervorhersagen
Die auf rund 3000 m Höhe gelegene und im Herbst 2009 eröffnete Neue Monte-Rosa-Hütte nahe des Matterhorns ist ein Musterbeispiel für die neusten Entwicklungen der Gebäudetechnologie. Die darin eingesetzte Technik wurde bereits ausführlich in tab 11/2010 vorgestellt (www.tab.de, Webcode „TAB0J9YF“). Mittlerweile wurde vor allem die Gebäudeautomation weiter ausgebaut.
Wegen der peripheren Lage fernab jeglicher Infrastruktur stand in der Monte-Rosa-Hütte ein möglichst hoher Selbstversorgungsgrad im Mittelpunkt aller Planungen. Bei der aktiven Energieversorgung setzt man auf thermische Sonnenkollektoren, eine Photovoltaikanlage sowie auf die Gebäudetechnik und deren Steuerung. Das System kann im Bedarfsfall von einem mit Flüssiggas betriebenen BHKW unterstützt werden.
Das Wettergeschehen energetisch ausnutzen
In der so genannten F-E-Phase II werden nun neben der bisher implementierten konventionellen Regelstrategie auch „Gästebuchungen/Belegung“ und „Wetterprognosen“ ins Gebäudeautomationssystem eingespeist. Damit ergibt sich eine prädiktive Gebäudeautomation, das heißt, diese richtet sich vorausschauend nach dem Wetter und verwendet regionale Wettervorhersagen anstelle aktueller Umgebungswerte wie Außentemperatur oder Sonneneinstrahlung. Periodisch soll das System automatisch eingreifen, um das Wettergeschehen am besten auszunutzen. Projektpartner der F-E-Phase II sind ETH Zürich, HS Luzern und Siemens Building Technologies (www.siemens.com/buildingtechnologies).
Das vorausschauende Verfahren hat große Vorteile, wie das Beispiel des Abwasserreinigungsprozesses in der Monte-Rosa-Hütte illustriert: Wenn die Batterie und der Abwassertank der Hütte halb voll sind und in nächster Zeit Sonnenschein vorhergesagt ist, startet die Regelung den stromverbrauchenden Reinigungsprozess für das Abwasser. So verhindert die Anlage, dass durch ein zu schnelles Aufladen der Batterie Sonnenenergie ungenutzt bleibt. Bei schlechter Wetterprognose wird der Reinigungsprozess gestoppt. Sonst bestünde die Gefahr, dass die Stromreserven der Batterie aufgebraucht würden und man auf das kostbare Flüssiggas umsteigen müsste.
Dass sämtliche Bestandteile dieses Gesamtsystems einwandfrei miteinander funktionieren, dafür sorgt die Gebäudeautomationssoftware „Desigo“ von Siemens. Mit dieser wird die ständige Überwachung der Parameter, die Anpassung an die sich ändernden Bedürfnisse der Gebäudebenutzer sowie später auch die Kopplung zur verbundenen energetischen Optimierung vorgenommen. Die Steuerungssoftware wird dabei über Fernzugriff laufend optimiert, was eine weitere Effizienzsteigerung zur Folge hat.
Vorausschauende Regelkonzepte
Im Rahmen des Forschungsprojekts für Optimal Building Climate Control („OptiControl“) werden vorausschauende Regelungskonzepte entwickelt. Das Regelungskonzept entspricht demjenigen der Monte-Rosa-Hütte, im Zentrum des Projekts stehen jedoch verschiedene andere Anwendungen, insbesondere die Anwendung integrierter Raumautomation in Bürogebäuden. Bei dieser geht es um die automatisierte optimale Regelung der Jalousien und der Beleuchtung, Heizung, Kühlung und Lüftung in einzelnen Gebäudezonen.
Die Spezialisten entwickelten dabei Software, Modelle und Datensätze für die simulationsgestützte Evaluation von Regelstrategien, neue Regelalgorithmen, neue Algorithmen für verbesserte Wettervorhersagen am Gebäudestandort sowie Analysen von Einsparpotentialen im Zusammenhang mit der Regelung.
Es hat sich gezeigt, dass für solche intelligent arbeitenden Systeme zuverlässige Wetterdaten wichtig sind. Neue Wettermodelle liefern schon heute zellenweise und auf etwa 2 km genau die örtlichen Wettervorhersagen. Diese numerischen Wettervorhersagen können einerseits durch Messungen von meteorologischen Messstationen und andererseits von lokalen Sensoren des Gebäudeautomationssystems noch korrigiert werden. Mit dieser Vorgehensweise werden lokale Vorhersagen – für den Gebäudestandort – noch viel genauer als bisher.
