RES4BUILD

RES4BUILD kommer att utveckla lösningar för förnybar energi för avkolning av energi som används i byggnader.

RES4BUILD kommer att utveckla lösningar för förnybar energi för avkolning av energi som används i byggnader. Projektets tillvägagångssätt är flexibelt så att lösningarna kan tillämpas på en mängd olika byggnader, nya eller renoverade, skräddarsydda efter deras storlek, typ och klimatzoner. I hjärtat av lösningen ligger en innovativ flerkällsvärmepump med en kaskad konfiguration, inklusive en magnetokalorik (bottencykel) och en ångkompressionsvärmepump (toppcykel). Värmepumpen kommer att integreras med annan teknik i skräddarsydda lösningar som passar de specifika behoven hos varje byggnad och dess ägare / användare. Dessa tekniker kommer att väljas från fall till fall från en blandning av standardutrustning som finns på marknaden och från nya komponenter som kommer att undersökas specifikt inom projektet. De nya komponenterna inkluderar innovativa samlare som integreras i en panel solceller med solvärmeuppsamlare (PVT) och lagring av borrhåls termisk energi (BTES). För alla lösningar kommer avancerade modellerings- och kontrollmetoder att utvecklas och integreras i ett byggenergihanteringssystem (BEMS). Detta gör det möjligt för användarna att välja sina mål och att optimera användningen av systemet i enlighet därmed, vilket aktiverar efterfrågesvar och utnyttjar hela värdet av deras efterfrågeflexibilitet. Projektet antar en samutvecklingsstrategi där slutanvändarna och andra relevanta intressenter engagerar sig i en interaktiv och iterativ process, vilket resulterar i ett samdesignat RES4BUILD-system som uppfyller tekniska och icke-tekniska användar- och installatörskrav. Parallellt kommer en fullständig livscykelanalys (LCA) och livscykelanalys (LCE) att genomföras, som från ett tidigt stadium visar den verkliga effekten av varje föreslagen design. Det mångsidiga konsortiet och de dedikerade exploateringsuppgifterna kommer att koppla projektet med marknaden och bana väg för en bred tillämpning av de utvecklade lösningarna.

Förnybara energitekniker

RES4BUILD kombinerar en ensemble av olika byggnadsintegrerade förnybara energitekniker i en kostnadseffektiv lösning för avkolning av energiförbrukningen i byggnader. I hjärtat av lösningen ligger en innovativ flerkälla värmepump med en kaskad konfiguration, inklusive en magnetokalorik (bottencykel) och en ångkomprimering (toppcykel) värmepump. Denna innovativa värmepump kommer att kombineras med andra tekniker, som kommer att väljas från fall till fall från en blandning av standardutrustning som finns på marknaden och från innovativa komponenter som kommer att utvecklas inom projektet.

Energi källor

Den omgivande (och i förekommande fall geotermiska) energin som används av värmepumpen kommer att kompletteras med solenergi som skördas genom innovativa samlare som integreras i en solpanelceller (PV) och värmekollektorer som resulterar i en solcellssamlare. Värmepumpen drivs mestadels från den el som PVT-samlarna kommer att generera, medan den kommer att fungera i solassisterat läge under vintern, dvs värmepumpen kommer att tillföras av lågtemperaturvärme som produceras av PVT, vilket ökar både solpanelen och värmepumpen vid kalla omgivningsförhållanden. Ytterligare el för att täcka andra byggbehov kan tillhandahållas av solcellslösningar eller byggintegrerade solpanellösningar (BIPV).

Energilagring

En enkel, kortvarig termisk energilagring med låg temperatur kommer att användas för att lagra värmen som produceras av PVT i form av varmvatten. Temperaturen på den lagrade värmen kommer att kontrolleras för att maximera värmepumpens och PVT: s integrerade prestanda på vintern. Ytterligare två små buffertankar ingår för lagring av producerad värme för uppvärmning och för tappvarmvatten (DHW), vilket ger en extra frihet för styrsystemet. Utöver detta kommer lagring av borrhåls termisk energi (BTES) att användas, i förekommande fall, för långtids- / säsongsförvaring.

Kontroll och flexibilitet

Avancerad modellering och kontroll kommer att utvecklas och integreras i ett byggenergihanteringssystem. Detta gör det möjligt för användarna av RES4BUILD-systemet att optimera användningen av systemet, samtidigt som de respekterar deras behov och krav. Som en del av denna process kommer efterfrågestyrning att aktiveras och utnyttja det fulla värdet av efterfrågeflexibilitet, vilket kan förbättras genom användning av smarta apparater och smart laddning av elfordon.

Energieffektivitet

RES4BUILD-metoden har utformats för att vara flexibel så att lösningarna kan tillämpas på en mängd olika byggnader, nya eller renoverade, skräddarsydda efter deras storlek, typ och klimatförhållanden för deras läge. För alla byggnader är dock prioriterade sunda energieffektivitetsmetoder. Vi kommer att se till att alla byggnader uppfyller de högsta energieffektivitetsstandarderna innan vi fortsätter med utformningen och tillämpningen av RES4BUILD-systemet.

RES4BUILD koncept

Figur 1: RES4BUILD teknologiska koncept i vinterläge.

Mål

Det övergripande målet för RES4BUILD är att minska koldioxidutsläppen i energiförbrukningen i byggnader genom att utveckla integrerade förnybara energibaserade lösningar som är skräddarsydda efter användarnas och installatörernas behov och krav och kommer att vara kostnadskonkurrenskraftiga 2025. Konsortiet samlar ledande experter från olika områden för att uppnå följande specifika mål:

  1. Förbättra prestandan och minska kostnaderna för de mest innovativa komponenterna i RES4BUILD-lösningarna.
  2. Utveckla verktyg för simulering, dimensionering och kontroll, med optimalt utnyttjande av det integrerade energisystemet och flexibiliteten i förbrukningen, samtidigt som slutanvändarnas önskemål respekteras.
  3. Engagera alla relevanta intressenter i att utforma integrerade energisystem som passar nuvarande behov och framtida förväntningar.
  4. Testa olika RES4BUILD-lösningar i olika klimat, validera RES4BUILD-lösningarna.
  5. Bana väg för att föra den utvecklade lösningen till marknaden för att säkerställa bred användning.

Stora besparingar av fossila bränslen

Effekten av våra beräkningar visar att RES4BUILD Integrated Energy Systems (IES) kan täcka 100% av energibehovet för nya flerfamiljshus i medelhavsklimat (Aten), cirka 84% i Centraleuropa (München) och cirka 80% i Norden klimat (Stockholm) Detta kommer att resultera i betydande besparingar av fossila bränslen i hela Europa. Återbetalningsperioden för den föreslagna IES 2025 varierar från 3 till 7 år och kommer att minskas ytterligare när produktionsvolymerna stiger och energipriserna stiger.

Projektdeltagare

  • Björn Karlsson, professor, projektledare
  • Diogo Cabral, doktorand

Projektets löptid

Maj 2019 - Maj 2023

Kontakt

Björn Karlsson

E-post: bjorn.o.karlsson@hig.se
Telefon: 026-648121

Publicerad av: Eva Wännström Sidansvarig: Gunilla Mårtensson Sidan uppdaterades: 2021-04-13
Högskolan i Gävle
www.hig.se
Box 801 76 GÄVLE
026-64 85 00 (växel)