Forscher arbeiten an energetischer Öffnung funktionaler Bauten
Die Automatisierung von Gebäuden, die das Ziel hat, den Energieverbrauch im täglichen Betrieb von Büros und öffentlichen Gebäuden zu senken, ist mittlerweile weit fortgeschritten. Die Außenmauern dieser funktionalen Bauten seien allerdings meist auch die Grenzen der Vernetzung, so Gerhard Zucker vom Austrian Institute of Technology (AIT). Von einer Öffnung versprechen sich Forscher aber einiges.
Aktuell sei es so, dass die automatisierte Steuerung von Heiz- und Kühlsystemen, sowie das Management des Stromverbrauchs im Gebäude selbst gut funktioniere, "die Gebäudegrenze ist aber das Ende", erklärte Zucker gegenüber APA-Science. Es handle sich noch immer weitgehend um geschlossene Systeme, um "reine Verbraucher, die in keiner Weise vom elektrischen und thermischen Netz oder der Smart City an sich beeinflusst werden können".
Gebäude als Energiepuffer
Wenn man wirklich so etwas wie die viel zitierte "Smart City" wolle, dann brauche man auch Möglichkeiten, herauszufinden, "wie es den Gebäuden geht" und in deren energetische Abläufe von Außen einzugreifen, um so elektrische Lasten zu verschieben. So soll mehr Energie außerhalb der Spitzenlastzeiten verbraucht und der Verbrauch zu Zeiten, in denen Energie knapper ist, gesenkt werden. Gleichzeitig wollen die Experten Wege finden, um sinnvoll mehr Strom zu verbrauchen, wenn gerade in Photovoltaik- und Windkraftanlagen viel produziert wird. "In beiden Bereichen kann das Gebäude durch seine Flexibilität etwas beitragen", so der Experte, der am AIT an der Optimierung von Regelstrategien forscht.
Technisch sei hier schon einiges möglich, es fehle aber eine großen Lösung, die es ermöglicht, aus Gebäudeverbünden auch Energiepuffer zu machen. In einem Forschungsprojekt in Salzburg haben die Wissenschafter etwa schon gezeigt, dass vergleichsweise wenig automatisierte Gebäude, die über Elektro-Direktheizungen verfügen, von Außen mitgesteuert und so Energielasten effizient verschoben werden könnten. Zucker: "Wir sind dort draufgekommen, dass man mit einer relativ niedrigen technologischen Hürde schon einmal drei Viertel dieser Heizungen adressieren kann."
Eine Frage des Zusammenfassens
Ein zentrales Problem besteht aber darin, mehrere Bauten zu einer kritischen Masse zu bündeln. In Einzelgebäuden die aktuell über höhere Automatisierung verfügen, wird zwar auf wenige standardisierte Kommunikationslösungen zurückgegriffen, die auch gut miteinander Daten austauschen können. Möchte man allerdings mit einem übergeordneten Gebäudeleitsystem mehrere Gebäude als energieverbrauchende Einheit ansteuern, sei es schwer, für die verschiedenen Systeme einen gemeinsamen Nenner zu finden.
Genau an diesem Punkt setzen die Forscher nun an. Mit übergeordneten Lösungen soll es möglich werden, "Lastverschiebungen als Dienstleistung im großen Stil" anzubieten und einen entsprechenden Markt zu definieren, so Zucker.
Technologie soll Entlastung bringen
Mit der technologischen Komplexität mancher Gebäude komme man insgesamt jedenfalls schon an eine Grenze. "Es ist eine weitere Fragestellung, wie man mit der zunehmenden Komplexität umgehen kann." Hier seien neue, modellbasierte Strategien der Regelung der Systeme gefragt. Zucker: "Heute ist es so, dass der Experte das System sehr genau kennen muss, um genau die richtigen Pumpen zu den richtigen Zeitpunkten schalten kann. Wenn man das Ganze aber in ein physikalisches Modell gießt, habe ich die Möglichkeit, dass sich der Regler selbst den optimalen Fahrplan errechnet." Der Gebäudemanager müsste sich dann nicht bis in jedes Detail mit der Anlage auskennen, sondern stärker Gesamtziele, wie etwa die durch Photovoltaik im Gebäude erzeugte Energie optimal zu verbrauchen, im Auge behalten. Das könnte die Komplexität auf ein erträgliches Maß reduzieren.