Description: In der Bereitstellung von Wärme und Kälte im Gebäudesektor können große Primärenergieeinsparungen mittels hoher solarer Deckungsgrade erreicht werden. Dabei können solarthermische oder solarelektrische Systeme zum Einsatz kommen. Derzeit wird eine sehr kontroverse Diskussion, vor allem im Bereich Wärmeversorgung von Wohngebäuden, bezgl. dieser beiden Technologien und den energetischen und wirtschaftlichen Aspekten geführt. Nichts desto trotz können mittels durchdachter Konzepte beide Technologien in hybriden Solarsystemen Vorteile bringen. Ziel ist es wirtschaftliche, effiziente und verlässliche hybride Systeme zur Energiebereitstellung zu entwickeln. Um dies zu erreichen ist eine ganzheitliche Betrachtung beider Technologien erforderlich. Verbesserungspotentiale bezüglich der energetischen Effizienz und der Wirtschaftlichkeit sollen bei beiden Technologien erhoben werden. Die Optimierungspotentiale müssen vor der Betrachtung von Hybridsystemen ausgeschöpft werden. Nur mit optimierten Einzelsystemen (Solarthermisch oder Photovoltaik) machen Hybridsysteme Sinn. Diese Optimierungen, aber auch die Entwicklung der hybriden Systeme, basieren auf derselben Methode. Aufbauend auf einer radikal minimierten Anzahl an Komponenten, werden die Systeme in detaillierten dynamischen Simulationen abgebildet. Mit Hilfe von automatisierten Algorithmen werden die Systeme ausgelegt und die entsprechenden Regler entworfen. Die komplexen Minimierungsprobleme führen zwangsläufig zu optimaler Energieeffizienz. Durch gemeinsam genutzte Komponenten und durch die Minimalkonzepte werden auch diese Solartechnologien wirtschaftlich interessante Alternativen. Die energetische Performance dieser Entwicklungen wird mittels Hardware-in-the-Loop Labormessungen an einem Funktionsmuster nachgewiesen. Letztlich sollen größtmögliche Kostenreduktionspotentiale auf systemtechnischer Ebene aufgezeigt werden. Durch die fundierte, aber auch aufwändige Vorgangsweise soll gezeigt werden, dass die wirtschaftliche und effiziente Nutzung beider Solarenergie-Technologien in echten Hybridsystemen Sinn macht. Damit wird eine vielversprechende Möglichkeit, die Maximierung des solaren Deckungsanteils voranzutreiben, aufgezeigt. Eine Reduktion des Primärenergieeinsatzes bei der Wärme-, Kälte- und Strombereitstellung im Gebäude- und Gewerbesektor wird erreicht.
Types:
SupportProgram
Origins:
/Bund/UBA/UFORDAT
Tags:
Solarstrom
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Stromversorgung
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Photovoltaik
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Wärmeversorgung
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Wohngebäude
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Solarthermieanlage
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Anlagenoptimierung
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Energieversorgung
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Gebäude
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Hybridantrieb
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Primärenergie
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Primärenergieverbrauch
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Regeltechnik
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Solartechnik
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Energieeinsparung
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Kostensenkung
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Simulation
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Wirtschaftlichkeit
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Energieeffizienz
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Solare Kühlung
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Gewerbe
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Heizung
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Laboruntersuchung
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Effizienzsteigerung
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Solarenergienutzung
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Alternativtechnologie
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Anlagenbemessung
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Hardware-in-the-Loop Messung
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License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Organisations
-
Austria Solar Innovation Center (Mitwirkung)
-
Cofely Kältetechnik GmbH (Mitwirkung)
-
Pink GmbH (Mitwirkung)
-
Umweltbundesamt (Bereitstellung)
-
Universität Innsbruck, Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften, Arbeitsbereich Energieeffizientes Bauen (Projektverantwortung)
-
Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft mbH (FFG) (Finanzielle Förderung)
Time ranges:
2014-03-01 - 2016-09-30
Alternatives
-
Language: Englisch/English
Title: Solar hybrid systems for heating and cooling - optimizations to minimized and cost efficient concepts
Description: High primary energy savings can be reached for the heating and cooling demand of buildings through a high solar fraction. Both, solar thermal and photovoltaic systems, can be established for these purposes. Concerning the energetic and economic aspects of these technologies a controversial discussion is actually going on. Nevertheless both technologies can be used in solar hybrid systems and are able to achieve advantages within sophisticated hybrid systems. To serve the energy demand in a sustainable way the target is to develop economic, efficient and reliable solar hybrid systems. In a first step both technologies should be enhanced regarding the economical and energetic efficiency. These potentials have to be utilized before solar hybrid systems are examined. Only when optimized single technologies are used, solar hybrid systems lead to success. Optimization and development of the solar hybrid system base upon the same methodology. Dynamic simulations are built up, taking into account an extremely minimalized number of components and enhanced schemes. The systems and their control strategies are designed using automated algorithms. The complex minimization problems lead to ideal efficiency. Applying these minimized schemes with combined used components the solar technologies can offer an interesting economic alternative. The performance of this development will be proven in hardware-in-the-loop laboratory measurements. Finally applicable cost reductions should be shown on system level. The well-grounded, but extensive approach will show the possibilities for both solar technologies, which leads to economical and energetic efficient solar hybrid systems. The promising potential for maximizing the solar fractions will be presented. Thus a reduction of primary energy and greenhouse gas emissions for the heating, cooling and electricity demand can be achieved by using the developed systems.
https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1056626
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