Auswirkung von auf die Stromerzeugun PCM-Systemen ng und ...
Auswirkung von auf die Stromerzeugun PCM-Systemen ng und ...
Auswirkung von auf die Stromerzeugun PCM-Systemen ng und ...
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<stro<strong>ng</strong>>Auswirku<strong>ng</strong></stro<strong>ng</strong>> <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>> <stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>>-<stro<strong>ng</strong>>Systemen</stro<strong>ng</strong>><br />
<stro<strong>ng</strong>>auf</stro<strong>ng</strong>> <stro<strong>ng</strong>>die</stro<strong>ng</strong>> <stro<strong>ng</strong>>Stromerzeugun</stro<strong>ng</strong>>g <strong>und</strong> -bereitstellu<strong>ng</strong><br />
Dienstag, 10. November 2009<br />
<stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>>-Symposiumm 2009, Karlsruhe<br />
Dipl.-Phys. T<br />
obias Schmid<br />
11
Gliederu<strong>ng</strong><br />
1. Ziel des Projekts<br />
2. Klimatisieru<strong>ng</strong>sbedarf im Sektor GHD<br />
3. Gebäudesimulation <strong>und</strong> Regione<br />
enmodell<br />
4. Integration <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>> <stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>>-Kühlelementen<br />
5. Ergebnisse<br />
6. Weiteres Vorgehen<br />
2
Ziel des Projekts<br />
• Zwei wesentliche Ziele des Projekts<br />
sind<br />
• <stro<strong>ng</strong>>Auswirku<strong>ng</strong></stro<strong>ng</strong>> <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>> <stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>> <stro<strong>ng</strong>>auf</stro<strong>ng</strong>> den elektrischen Lastga<strong>ng</strong><br />
• Ökologische <stro<strong>ng</strong>>Auswirku<strong>ng</strong></stro<strong>ng</strong>>en der ver<br />
ränderten <stro<strong>ng</strong>>Stromerzeugun</stro<strong>ng</strong>>g<br />
• Zur Darstellu<strong>ng</strong> der Ist-Situation werden benötigt<br />
• Gesamter Strombedarf für <stro<strong>ng</strong>>die</stro<strong>ng</strong>> Klimatisieru<strong>ng</strong> in Deutschland<br />
• Elektrische Lastga<strong>ng</strong> für Klimatisieru<strong>ng</strong> in Deutschland<br />
• Elektrische Lastgä<strong>ng</strong>e für verschiede<br />
ene Gebäudetypen <strong>und</strong> Regionen<br />
• Anteil der Gewerbeflächen je Region<br />
• Typische Klimatisieru<strong>ng</strong>sraten je Gebäudetyp<br />
• Verbraucherlastga<strong>ng</strong> für Deutschla<br />
and<br />
• Für <stro<strong>ng</strong>>die</stro<strong>ng</strong>> Entwicklu<strong>ng</strong> <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>> Szenarien<br />
• Zukünftige Klimatisieru<strong>ng</strong>sraten<br />
• Ausbauszenarien für <stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>><br />
werden benötigt<br />
3
Strombedarf für <stro<strong>ng</strong>>die</stro<strong>ng</strong>> Klimatisieru<strong>ng</strong><br />
• Abschätzu<strong>ng</strong> des Klimatisieru<strong>ng</strong>sbedarfs GHD in Deutschland /MOHR/, /GERTEC/<br />
Klimatisieru u<strong>ng</strong>sbedarf<br />
GHD in<br />
TWh<br />
1,5<br />
1<br />
0,5<br />
0<br />
©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M aterials_00032<br />
Hamburg Berlin Stadt<br />
Münster<br />
& Kreis<br />
Steinfurt<br />
bedarf GHD<br />
häftigter<br />
atisieru<strong>ng</strong>sb<br />
n MWh/Besch<br />
Klima<br />
in<br />
1,5<br />
1,0<br />
0,5<br />
0,0<br />
©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M aterials_00033<br />
Hambur<br />
g Berlin Stadt<br />
Münster<br />
& Kreis<br />
Steinfurt<br />
eter<br />
bedarf GHD<br />
d in TWh<br />
berechne<br />
atisieru<strong>ng</strong>sb<br />
r Deutschlan<br />
Abschätzu<strong>ng</strong> des Kältebedarf für Klima<br />
atisieru<strong>ng</strong> GHD: 24 TWh c /a bzw. 8TWh el /a<br />
Klima<br />
für<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-Materials_00034<br />
Hamburg Berlin Stadt<br />
Münster<br />
& Kreis<br />
Steinfurt<br />
• Kältebedarf für Klimatisieru<strong>ng</strong> GHD in 1999 /DKV/:<br />
14,9 TWh c /a bzw. 4,6 TW<br />
Wh el /a<br />
• Zunahme der gekühlten Fläche 1999-2005 /ADN/: 1,9<br />
Fortgeschriebener Kältebedarf für Klimatisieru<strong>ng</strong> GHD:<br />
28,7 TWh c /a bzw. 88TW 8,8 Wh el /a<br />
• + Strom für Klimatisieru<strong>ng</strong> Industrie: 18,6 TWh el /a<br />
• /ECOHEAT/ fortgeschrieben <stro<strong>ng</strong>>auf</stro<strong>ng</strong>> 2005: 18,0 TWh el /a<br />
e /<br />
999<br />
ühlte Fläche<br />
lte Fläche 19<br />
gekü<br />
gekühl<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
0<br />
©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-Materials_00101<br />
1990<br />
1995<br />
2000<br />
2005<br />
2010<br />
2015<br />
2020<br />
4
Elektrische Last für <stro<strong>ng</strong>>die</stro<strong>ng</strong>> Klimatisieru<br />
u<strong>ng</strong><br />
5<br />
• Analyse des elektrischen Lastga<strong>ng</strong>ss /BVR/<br />
• Höhere Leistu<strong>ng</strong>sbedarf an kalten Tagen<br />
• Mittagsspitze an allen Tagen<br />
• Abendspitze an kalten Tagen<br />
• Geri<strong>ng</strong>e Variation zwischen kalten<br />
Tagen<br />
• Geri<strong>ng</strong>e Variation zwischen warmen Tagen<br />
• Vergleich der St<strong>und</strong>e 7 mit St<strong>und</strong>e<br />
• Leistu<strong>ng</strong>sbedarf in St<strong>und</strong>e 15 stets<br />
15<br />
höher<br />
• Höherer Leistu<strong>ng</strong>sbedarf bei Temperatur bis<br />
15 °C nahezu konstant<br />
• Bei Temperaturen ab 20 °C steigt<br />
Leistu<strong>ng</strong>sbedarf stark an<br />
Maximaler Leistu<strong>ng</strong>sbedarf für <stro<strong>ng</strong>>die</stro<strong>ng</strong>><br />
Klimatisieru<strong>ng</strong> im Sommer beträgt einige GW<br />
Leistu<strong>ng</strong> in<br />
MW<br />
Lei istu<strong>ng</strong> in MW<br />
75.000<br />
70.000<br />
65.000<br />
60.000<br />
55.000<br />
50.000000<br />
45.000<br />
12.000<br />
10.000<br />
8.000<br />
6.000<br />
4.000<br />
2.000<br />
0<br />
©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M aterials_00099<br />
"kalter Tag"<br />
"gemäßigter Tag"<br />
"warmer Tag"<br />
0 Uhr 6 Uhr 12 Uhr 18 Uhr 24 Uhr<br />
Uhrzeit<br />
15 Uhr - 7 Uhr<br />
©Ff E EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M at erials_00098<br />
-10 0 10 20 30<br />
Tagesmitteltemperatur in °C
Elektrischer Lastga<strong>ng</strong> für <stro<strong>ng</strong>>die</stro<strong>ng</strong>> Klima<br />
atisieru<strong>ng</strong> in Deutschland<br />
• Zur Bestimmu<strong>ng</strong> eines Klimatisieru<strong>ng</strong>slastga<strong>ng</strong>s für Deutschland werden<br />
benötigt:<br />
• Regionenmodell (/DEAFLEX/, Bearbeitu<strong>ng</strong>sstand 2009)<br />
• Zuordnu<strong>ng</strong> der Gemeinden zu den TRY-Regionen /DWD/<br />
• Gebäudesimulation für alle TRY-ReRe<br />
egionen <strong>und</strong> Typgebäude des<br />
Regionenmodells<br />
• Beschreibu<strong>ng</strong> der verschiedenen <stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>>-Systeme<br />
6
Regionenmodell<br />
• Im Rahmen des Projekts /DEAFLEX/ wird • Jeder Gemeinde wird über ein<br />
ein Regionenmodell erstellt. Dieses enthält<br />
Geoinformationssystem eine<br />
unter anderem folgende Daten (GHD):<br />
TRY-Region /DWD/ zugewiesen.<br />
• Gebäudetyp<br />
• Baualter<br />
• Fläche<br />
• Beschäftigte<br />
• Musterdatensatz:<br />
Gebäudetyp Baualter Fläche<br />
Gewerbe-/Industriebau 1978-1995 346<br />
Gewerbe-/Industriebau nach 1995 319<br />
Hotel, Beherbergu<strong>ng</strong> vor 1995 554<br />
Hotel, Beherbergu<strong>ng</strong> nach 1995 139<br />
Stadthaus mit Läden, Büros, Wohnu<strong>ng</strong>en, Restaurants bis 1951<br />
Stadthaus mit Läden, Büros, Wohnu<strong>ng</strong>en, Restaurants 1952-1977<br />
Stadthaus mit Läden, Büros, Wohnu<strong>ng</strong>en, Restaurants 1978-1995<br />
Stadthaus mit Läden, Büros, Wohnu<strong>ng</strong>en, Restaurants nach 1995<br />
139<br />
194<br />
249<br />
152<br />
Verk<stro<strong>ng</strong>>auf</stro<strong>ng</strong>>s-/Ausstellu<strong>ng</strong>sgebäude 1952-1977 125<br />
Verk<stro<strong>ng</strong>>auf</stro<strong>ng</strong>>s-/Ausstellu<strong>ng</strong>sgebäude 1978-1995 133<br />
Verk<stro<strong>ng</strong>>auf</stro<strong>ng</strong>>s-/Ausstellu<strong>ng</strong>sgebäude nach 1995 69<br />
Verwaltu<strong>ng</strong>sgebäude 1952-19771977<br />
67<br />
Verwaltu<strong>ng</strong>sgebäude 1978-1995<br />
Verwaltu<strong>ng</strong>sgebäude bis 1951<br />
Verwaltu<strong>ng</strong>sgebäude nach 1995<br />
54<br />
42<br />
42<br />
7<br />
Gebäudebestand GHD (Typ, BA, Fläche) je TRY-Region
Gebäudesimulation<br />
• Aufgabe:<br />
Simulation des Wärme- <strong>und</strong> Klimatisieru<strong>ng</strong>slastga<strong>ng</strong>s <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>> 15 Typgebäuden<br />
mit ca. 3 Baualtersklassen in 15 TR<br />
RY-Regionen R<br />
645 Gebäudelastgä<strong>ng</strong>e<br />
• Anforderu<strong>ng</strong>en an <stro<strong>ng</strong>>die</stro<strong>ng</strong>> Simulation<br />
• Schnelle Berechnu<strong>ng</strong> der Lastgä<strong>ng</strong><br />
ge<br />
• Nicht exakte Abbildu<strong>ng</strong> des Gebäudes, sondern typisches Verhalten<br />
• Erfassu<strong>ng</strong> der Simulationsergebnis<br />
sse in einer Datenbank<br />
• Möglichkeit einen <stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>>-Speicher zu<br />
integrieren<br />
8
Gebäudesimulation<br />
Berechnu<strong>ng</strong> des Wärmeüberga<strong>ng</strong>s<br />
durch eine Mauer<br />
Solare Gewinne<br />
Lüftu<strong>ng</strong>swärmeverluste<br />
Q &<br />
Q<br />
Wand , neu<br />
=<br />
Q<br />
Wand , alt<br />
+ ∫ Q & Raum<br />
+ Q&<br />
Umgebu<strong>ng</strong><br />
+ Q&<br />
+ Lüftu<strong>ng</strong><br />
Q&<br />
solar<br />
dt<br />
Q &<br />
T Raum<br />
T Wand,Innen T Wand,Außen<br />
T Wand,Mitte<br />
T Außen<br />
9
Gebäudesimulation<br />
Simulation eines Raums<br />
• 4 Wände<br />
• 1 Luftvolumen<br />
Q Raum, neu<br />
=<br />
Q<br />
Raum,<br />
alt<br />
+ Δ<br />
Q<br />
Wand<br />
1<br />
+ Δ<br />
Q<br />
Wand<br />
2<br />
+ Δ<br />
Q<br />
Wand<br />
3<br />
+ Δ<br />
Q<br />
Wand<br />
4<br />
10
Gebäudesimulation<br />
Simulation eines Gebäudes<br />
• Annahmen<br />
• 1 Stockwerk<br />
• Maximal 9 Räume<br />
• Größe der Eckräume begrenzt<br />
• Räume können unabhä<strong>ng</strong>ig <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>>einander<br />
mit <stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>>-Produkten Produkten ausgestattet we<br />
erden<br />
• Ergebnis der Simulation ist Heiz- <strong>und</strong><br />
Kühllastga<strong>ng</strong> g für ein Jahr<br />
h<br />
• Benötigte Daten:<br />
• Ausrichtu<strong>ng</strong>, Verschattu<strong>ng</strong>, Solarer Eintrag, Außentemperatur<br />
• Innere Lasten (Raumnutzu<strong>ng</strong>), Regelu<strong>ng</strong>stechnik, Luftwechselrate<br />
• Bauphysik, U-Wert, Kubatur (Raum u. Gebäude)<br />
• Modellieru<strong>ng</strong> der <stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>>-Systeme (Kühldecken oder Sonnenschutz)<br />
11
Zusammenfassu<strong>ng</strong> der Gebäudela<br />
astgä<strong>ng</strong>e<br />
• Die Zusammenfassu<strong>ng</strong> der Jahres-Klimatisieru<strong>ng</strong>slastgä<strong>ng</strong>verschiedene Typgebäude <strong>und</strong> Baualtersklassen einer TRY-Region ergibt<br />
für<br />
den Jahres-Klimatisieru<strong>ng</strong>slastga<strong>ng</strong>g der jeweiligen TRY-Region.<br />
©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M aterials_00035 ©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M aterials_00036 © ©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M at erials_00041<br />
©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M aterials_00040<br />
©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M aterials_00039<br />
10 % 25 % 15 % 30 % 20 %<br />
©Ff E EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M aterials_00043 ©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M at erials_00042<br />
©Ff E EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M aterials_00044<br />
Alpenvorland Nordseeküste „Rhein“, Emsland<br />
12<br />
• Insgesamt ergeben sich 15 Klimatisieru<strong>ng</strong>slastgä<strong>ng</strong>e g g <stro<strong>ng</strong>>die</stro<strong>ng</strong>> anschließend zu<br />
einem deutschen Klimatisieru<strong>ng</strong>slastga<strong>ng</strong> zusamme<strong>ng</strong>efasst werden.
Elektrischer Lastga<strong>ng</strong> für <stro<strong>ng</strong>>die</stro<strong>ng</strong>> Klima<br />
atisieru<strong>ng</strong> in Deutschland<br />
13<br />
• Zusammenfassu<strong>ng</strong> der TRY-Kälte-<br />
Lastgä<strong>ng</strong>e ergibt Klimatisieru<strong>ng</strong>slastga<strong>ng</strong><br />
für alle untersuchten Gebäude<br />
• Annahme: Jedes Gebäude mit mehr als<br />
500 „Volllastst<strong>und</strong>en“ pro Jahr wird klim<br />
matisiert<br />
500<br />
(„VLS“: Energiebedarf/maximale Leistu<strong>ng</strong>)<br />
• Annahme: gleiche GHD-Fläche wie /ECOHEAT/ 0<br />
• Annahme: maximale Raumtemperatur 24 °C<br />
• Ergebnis: Kältebedarf für Klimatisieru<strong>ng</strong><br />
aller<br />
zu klimatisierenden Gebäude (72 % de<br />
er Fläche werden gekühlt) beträgt 103 TWh c<br />
• Klimatisieru<strong>ng</strong>spotential nach /ECOHEAT/: 105 TWh c (73 % der Fläche gekühlt)<br />
Skalieru<strong>ng</strong> des Lastga<strong>ng</strong>s <stro<strong>ng</strong>>auf</stro<strong>ng</strong>> 8,8 TWh<br />
el ergibt den elektrischen Lastga<strong>ng</strong> für <stro<strong>ng</strong>>die</stro<strong>ng</strong>><br />
Klimatisieru<strong>ng</strong> GHD in Deutschland<br />
• Nicht berücksichtigt sind Flächen mit hohen inneren Lasten (z.B. Serverräume) <stro<strong>ng</strong>>die</stro<strong>ng</strong>><br />
das ganze Jahr über klimatisiert werde<br />
n müssen.<br />
• Jahreshöchstlast: ca. 6 GW (vorläufiger Wert)<br />
rme <strong>und</strong><br />
Wh<br />
Tagesb bedarf Wär<br />
Kälte in GW<br />
1.500<br />
1.000<br />
Wärme<br />
Kälte<br />
Temperatur<br />
©Ff E EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M at erials_00110<br />
1. Jan 1. Apr 1. Jul 1. Okt 1. Jan<br />
30<br />
Region 13 3,<br />
Tages smitteltemp p. in °C<br />
20<br />
10<br />
0<br />
-10<br />
-20
Beschreibu<strong>ng</strong> <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>> hinterlüfteten Kühldecken mit <stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>><br />
14<br />
• Max. Kühlleistu<strong>ng</strong>: 25 W/m²<br />
• Max. Regenerierleistu<strong>ng</strong>: 30 W/m² 25<br />
• El. Leistu<strong>ng</strong> für Kühlu<strong>ng</strong>: 1,04<br />
W/m²<br />
• El. Leistu<strong>ng</strong> für Regeneration: 2,08<br />
W/m²<br />
• Kühlleistu<strong>ng</strong> abhä<strong>ng</strong>ig <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>> Raumtemperatur<br />
• Regenerationsbetrieb über freie Kühlu<strong>ng</strong><br />
• Beginn: 22 Uhr<br />
• Ende: sobald Speicher leer ist<br />
©Ff E EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M at erials_00067<br />
©Ff E EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M at erials_00068<br />
Jahreslastga<strong>ng</strong> für verschiedene Gebä<br />
in W/m²<br />
Kühleistu<strong>ng</strong><br />
Temp peratur in °C<br />
35<br />
30<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
20 25 30<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
©Ff E EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M at erials_00069<br />
0<br />
el. Leistu<strong>ng</strong><br />
Temperatur (Süd)<br />
Temperatur (Nord)<br />
Außentemperatur<br />
Temperatur in °C<br />
©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M aterials_00139<br />
©Ff E EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M at erials_00070<br />
äude 30. Jul 0 Uhr 31. Jul 0 Uhr 1. Aug 0 Uhr 2. Aug 0 Uhr<br />
hlu<strong>ng</strong><br />
el. Leistu u<strong>ng</strong> für Kü
Vergleich der Lastgä<strong>ng</strong>e<br />
• Vergleich: Kompressionskältemaschine <strong>und</strong> hinterlüftete <stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>>-Kühldecke<br />
ärme,<br />
n GWh<br />
bedarf Wä<br />
d Strom in<br />
Tagesb<br />
Kälte <strong>und</strong><br />
1.500<br />
1.000<br />
500<br />
Wärme<br />
Kälte<br />
Strom für Kälte<br />
Temperatur<br />
©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-Materials_00135<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
-20<br />
1. Jan 1. Apr 1. Jul 1. Okt 1. Jan<br />
0<br />
-10<br />
in °C<br />
R egion 13,<br />
Tagesm mitteltemp.<br />
me <strong>und</strong><br />
h<br />
darf Wärm<br />
om in GWh<br />
Tagesbed<br />
Stro<br />
1.500<br />
1.000<br />
500<br />
Wärme<br />
Strom<br />
Temperatur<br />
©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-Materials_00133<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
-20<br />
1. Jan 1. Apr 1. Jul 1. Okt 1. Jan<br />
0<br />
in °C<br />
Re egion 13,<br />
Tagesm itteltemp.<br />
-10<br />
• Strom wird nicht zur Erzeugu<strong>ng</strong> <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>><br />
Kälte verwendet<br />
• Strombedarf sinkt um knapp 80 % <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>> 8,8 GWh <stro<strong>ng</strong>>auf</stro<strong>ng</strong>> 1,9 GWh<br />
• Leistu<strong>ng</strong>sspitze verschiebt sich <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>>1516 15-16 Uhr <stro<strong>ng</strong>>auf</stro<strong>ng</strong>> 22-2323 Uhr,<br />
• Nicht in allen Typgebäuden wird eine ausreichende Klimatisieru<strong>ng</strong> erreicht<br />
15
Beschreibu<strong>ng</strong> <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>> wasserdurchströ<br />
ömten Kühldecken mit <stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>><br />
16<br />
• Max. Kühlleistu<strong>ng</strong>: 30 W/m²<br />
• Max. Regenerierleistu<strong>ng</strong>: 50 W/m²<br />
• El. Leistu<strong>ng</strong> für Kühlu<strong>ng</strong>: 0 W/m²<br />
• El. Leistu<strong>ng</strong> für Regeneration: ? W/m²<br />
• Kühlleistu<strong>ng</strong> abhä<strong>ng</strong>ig <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>> Raumtemperatur<br />
• Regenerationsbetrieb über Kältemaschine<br />
• Beginn: 22 Uhr<br />
• Ende: sobald Speicher leer ist<br />
©Ff E EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M at erials_00149<br />
©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-Materials_00148<br />
Jahreslastga<strong>ng</strong> für verschiedene Gebäude<br />
Temp peratur in °C<br />
©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-Materials_00146<br />
in W/m²<br />
Kühleistu<strong>ng</strong><br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
20 25 30<br />
Bedarf_Kälte<br />
el. Leistu<strong>ng</strong><br />
Temperatur (Süd)<br />
Temperatur (Nord)<br />
Außentemperatur<br />
Temperatur in °C<br />
©Ff E EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M at erials_00136<br />
©Ff E EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M aterials_00143<br />
Strom <strong>und</strong> Kälte für<br />
Reg generation<br />
0<br />
29. Jul 0 Uhr 30. Jul 0 Uhr 31. Jul 0 Uhr 1. Aug 0 Uhr
Vergleich der Lastgä<strong>ng</strong>e<br />
• Kompressionskältemaschine <strong>und</strong> wasserdurchströmte <stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>>-Kühldecke<br />
ärme,<br />
n GWh<br />
bedarf Wä<br />
d Strom in<br />
Tagesb<br />
Kälte <strong>und</strong><br />
1.500<br />
1.000<br />
500<br />
Wärme<br />
Kälte<br />
Strom für Kälte<br />
Temperatur<br />
©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-Materials_00135<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
-20<br />
1. Jan 1. Apr 1. Jul 1. Okt 1. Jan<br />
0<br />
-10<br />
in °C<br />
R egion 13,<br />
Tagesm mitteltemp.<br />
me <strong>und</strong><br />
h<br />
darf Wärm<br />
om in GWh<br />
Tagesbed<br />
Stro<br />
1.500<br />
1.000<br />
500<br />
Wärme<br />
Kälte<br />
Strom für Kälte<br />
Temperatur<br />
©FfE EON-0001 Phase-Cha<strong>ng</strong>e-M aterials_00153<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
-20<br />
1. Jan 1. Apr 1. Jul 1. Okt 1. Jan<br />
0<br />
in °C<br />
Re egion 13,<br />
Tagesm itteltemp.<br />
-10<br />
• Kältebedarf um r<strong>und</strong> 25 % geri<strong>ng</strong>er<br />
r, da mittlere Raumtemperatur t höher<br />
• Leistu<strong>ng</strong>sspitze verschiebt sich <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>><br />
15-16 Uhr <stro<strong>ng</strong>>auf</stro<strong>ng</strong>> 22-23 Uhr,<br />
• Leistu<strong>ng</strong>sspitze it verdoppelt sich, Kä<br />
ältebereitstellu<strong>ng</strong> t ll kann jedoch in einem<br />
Zeitraum <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>> acht St<strong>und</strong>en flexibilisiert werden<br />
• Wirku<strong>ng</strong>sgrad der Kältebereitstellun<br />
<strong>ng</strong> steigt, da Außentemperatur niedriger?<br />
17
Weiteres Vorgehen<br />
• Auswertu<strong>ng</strong> des Verl<stro<strong>ng</strong>>auf</stro<strong>ng</strong>>s der Raumtemperaturen über das Jahr für<br />
verschiedene Typgebäude <strong>und</strong> TRY-Regionen<br />
Ermittlu<strong>ng</strong> des Komfortgewinns<br />
• Entwicklu<strong>ng</strong> <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>> Ausbauszenarien für Klimatisieru<strong>ng</strong> i i <strong>und</strong><br />
Marktdurchdri<strong>ng</strong>u<strong>ng</strong> <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>> <stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>>-Produkten<br />
Rückwirku<strong>ng</strong> <stro<strong>ng</strong>>auf</stro<strong>ng</strong>> den Stromlastga<strong>ng</strong><br />
• Veränderu<strong>ng</strong> des elektrischen Lastg<br />
ga<strong>ng</strong>s<br />
Rückwirku<strong>ng</strong> <stro<strong>ng</strong>>auf</stro<strong>ng</strong>> <stro<strong>ng</strong>>die</stro<strong>ng</strong>> <stro<strong>ng</strong>>Stromerzeugun</stro<strong>ng</strong>>g<br />
18
Fazit<br />
• Klimatisieru<strong>ng</strong><br />
• Der Klimatisieru<strong>ng</strong>sbedarf wird weiterhin steigen<br />
• Volllastst<strong>und</strong>en für Klimatisieru<strong>ng</strong> sind geri<strong>ng</strong> große Jahreshöchstlast<br />
• Es gibt bereits heute eine <stro<strong>ng</strong>>Auswirku<strong>ng</strong></stro<strong>ng</strong>> des Klimatisieru<strong>ng</strong>sbedarfs <stro<strong>ng</strong>>auf</stro<strong>ng</strong>> den<br />
elektrischen Lastga<strong>ng</strong><br />
• <stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>>-Systeme<br />
• <stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>>-Systeme sind eine Alternativee zu herkömmlichen <stro<strong>ng</strong>>Systemen</stro<strong>ng</strong>><br />
• Signifikante Leistu<strong>ng</strong>sverschiebu<strong>ng</strong>g kann erreicht werden<br />
• Bei Marktdurchdri<strong>ng</strong>u<strong>ng</strong> kann ein Lastmanagement interessant werden um <stro<strong>ng</strong>>die</stro<strong>ng</strong>><br />
Leistu<strong>ng</strong>sspitze des <stro<strong>ng</strong>>PCM</stro<strong>ng</strong>>-Systemss zu verri<strong>ng</strong>ern<br />
• Eine flexible Kälteerzeugu<strong>ng</strong> in Abh<br />
hä<strong>ng</strong>igkeit der Verfügbarkeit <stro<strong>ng</strong>>von</stro<strong>ng</strong>> Strom aus<br />
Erneuerbaren Energien ist denkbar<br />
19
Vielen Dank für Ihre<br />
Aufmerksamkeit!<br />
Ansprechpartner:<br />
Dipl.-Phys. Tobias Schmid<br />
+49 (89) 158121-30<br />
TSchmid@ffe.de<br />
Forschu<strong>ng</strong>sstelle für Energiewirtschaft e.V.<br />
Am Blütena<strong>ng</strong>er 71<br />
80995 München<br />
http://www.ffe.de<br />
20
Literaturverzeichnis<br />
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ort - April 2003. Paris: ARMINES, 2003<br />
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Frankfurt a. M.: VWEW Energieverlagg GmbH, 2008<br />
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Berlin: B<strong>und</strong>esministerium für Wirtschaft <strong>und</strong> Technologie (BMWi), 2009<br />
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Rahmen des IEKP – Teilprojekte: Flex <strong>und</strong><br />
Masterplan. München: Forschu<strong>ng</strong>sste<br />
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Klimatechnischer Verein e.V. DKV, 2002<br />
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GERTEC GmbH, 2008<br />
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/ECOHEAT/ The European Cold Market in: EuroHeat&Power. Brüssel, 2006<br />
21
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