Demand Response of Heating and Ventilation Within Educational Office Buildings

Transkriptio

1 Demand Response of Heating and Ventilation Within Educational Office Buildings Toinen sija kilpailussa: HVAC World Student Competition

2 Kiinteistöjen ja energiajärjestelmien uudet rajapinnat Energiajohtaminen NYT Jussi-Pekka Kuivala Head of Heat and Cooling Network Services Granlund Consulting

3 Alueellinen energiajärjestelmä Konsultti Kunta Energiatehokkuus Rakennusliikkeet Kiinteistöjen/käyttäjien tarpeet, kulutus/olosuhde Kustannustehokkuus Ekologisuus Energiayhtiö Hyvinvointi Kiinteistön energiajärjestelmät Energian tuotanto ja jakelu, myynti (sähkö, lämpö ja jäähdytys) Sidosryhmät Tavoitteet ja tarpeet Tekniikat/ratkaisut/palvelut

4 Alueellisen energiahankkeen kehittäminen Perinteinen malli Alueella halutaan panostaa energiatehokkuuteen ja selvittää vaihtoehtoisia energiaratkaisuja Kunta toimittaa esityksen ratkaisuista alueen tuleville toimijoille Tulevat toimijat yrittävät parhaansa mukaan noudattaa tai olla noudattamatta esitettyjä ratkaisuja Käyttäjä Energiakonsultti Kunta Rakennusliike Konsultti laatii selvityksen vaihtoehtoisista ratkaisuista ja suosituksen etenemismallista Energiayhtiö

5 Alueellisen energiahankkeen kehittäminen Yhteistoiminnalla maaliin Energia-asiantuntija Fasilitaattori Energiakonsultti Käyttäjä Energiaratkaisujen maksaja ja käyttäjä Energiatavoitteiden asettaja Kunta Tavoitteena energiatehokkuudeltaan edistyksellinen alue Rakennusliike Rakennuksen energiatehokkuuden toteuttaja Energiayhtiö Energiapalvelun tuottaja

6 Datan merkitys alueellisessa energiajärjestelmässä Reaaliaikainen seuranta, mittari- /sensoridata Kulutus / sisäilmaolosuhteet Laitteistojen kunto Kiinteistöt Järjestelmä- ja laitetiedot avoimesta datasta Käyttäjät Data mahdollistaa synergian kiinteistöjen ja energiajärjestelmän (verkot ja tuotanto) välillä Kerätään data yhteen paikkaan (pilvipalvelu) Väestötiedoista käyttäjäprofiilit Data-analytiikan avulla uusia tekniikoita, ratkaisuja ja palveluita Sääennusteet avoimesta datasta Tuotanto ja jakelu Reaaliaikainen seuranta

7 Älykäs alueellinen energiaratkaisu Tiedot järjestelmästä Reaaliaikainen seuranta Järjestelmän optimointi tulevaisuudessa koneoppiminen Kiinteistöt Ratkaisuilla saatavat konkreettiset hyödyt: hyvinvointi, edelläkävijyys, kestävyys, kustannustehokkuus Kysyntäjousto Lämmityksen säätökäyrän optimointi Olosuhteiden hallinta Sää ja kulutusennusteiden avulla varautuminen häiriötilanteisiin Kiinteistön energialaitteistojen ennakoiva huolto Reaaliaikainen mittarointi ja laskutus Energiavirtojen kierrätys ja talteenotto Kiinteistöjä ohjataan järjestelmätasolla Järjestelmätason optimointi data-analytiikan avulla: Energiayhtiöt voivat hallita järjestelmää monipuolisemmin, samalla kiinteistöissä syntyy energiansäästöä ja energiatehokkuutta Tuotanto ja jakelu

8 Kysyntäjousto Kiinteistötasolta järjestelmätasolle Ohjausstrategia koostuu rakennus-, alue- ja järjestelmätasosta Kiinteistötasolla lasketaan kysyntäjoustopotentiaali koko ajan; patteriverkosto, ilmanvaihto jne. Aluetasolla määritetään mitä ja miten kiinteistömassaa joustetaan, jotta järjestelmätasolla saadaan suurin hyöty ALUETASON MALLI RAKENNUSMASSA YKSITTÄSET RAKENNUKSET Teho [MW] JÄRJESTELMÄN JOUSTOPOTENTIAALI Normaalitilanne Kysyntäjousto 1 Kysyntäjousto 2

9 Kysyntäjousto Kiinteistötasolla Kaukolämpöteho [kw] Aika [h] Huoneen CO₂ pitoisuus Referenssi DR-IV Aika [h] Ohjaus tehdään sisäilmastoluokituksen sallimissa rajoissa

10 Kysyntäjousto Aluetason ohjaus Signaali energiayhtiöltä

11 Kysyntäjousto Järjestelmätason optimointi ja hyödyt Huippukattiloiden käynnistämisien ja käytön vähentyminen Huipputuotantokapasiteetin tarpeen vähentyminen tulevaisuudessa perustuotannon osuuden kasvaessa CHP:n ja lämpöpumppujen tuotannon optimointia sähkön markkinahintojen perusteella Tuotantolaitoksia voidaan ajaa optimaalisilla hyötysuhteilla ALUETASO YKSITTÄISET RAKENNUKSET TUOTANTORAKENNE JÄRJESTELMÄTASON OPTIMONTI Joustopotentiaalin hyödyntäminen osana tuotannonsuunnittelun optimointia Synnyttää uutta energiatehokkuuspalveluliiketoimintaa Tavoite: 2030 mennessä MW kysyntäjouston piirissä (Murrosareena-raportti) Liiketoimintamallit ja järjestelmätasolla syntyvien hyötyjen jakaminen keskiössä Kaukolämmön kysyntäjouston realistinen hyötyoletus järjestelmästä riippuen pitkällä tähtäimellä jopa 5 25 % käyttökustannuksista (Energiateollisuus) KYSYNTÄJOUSTON KUSTANNUKSET SÄÄSTÖT JÄRJESTELMÄTASOLLA

12 Kysyntäjouston ohjaus Aluetason algoritmi määrittää miten kiinteistömassaa joustetaan optimaalisesti järjestelmätason signaalin mukaan Järjestelmätason ohjaussignaali energiajärjestelmän optimoinnin perusteella Kiinteistökohtainen algoritmi laskee kysyntäjoustopotentiaalia koko ajan Pilvipalvelu, jossa ohjausalgortimit ja seuranta Mittausten takaisinkytkennän ja säädataennusteiden avulla säädetään ohjausalgoritmejä Tulevaisuudessa tekoäly! Säädata: lämpötila, aurinkoisuus, tuulisuus Kiinteistöjen ohjaukseen erilaisia malleja 1. Ohitetaan kiinteistöjen säätöjärjestelmät 2. Hyödynnetään omatoimisesti kiinteistöjen säätöjärjestelmiä 3. Hyödynnetään kiinteistöjen automaatiojärjestelmiä Mittaukset Huoneistokohtaisesti, lämpötila ja CO2 Varmennetaan, että sisäilmaolosuhteen pysyvät sallituissa rajoissa Toteutunut jousto

13 Yhteistoiminnallisuus Dataa helposti saatavilla ja mitattavissa Data-analytiikka Uusia älykkäitä energiaratkaisuja ja -palveluja