Kutter energiforbruket med en tredjedel uten dyre oppgraderinger - gir håp til gamle kontorbygg

Et samarbeid mellom SINTEF og GK viser at det er mulig å kutte så mye som 33 prosent av energiforbruket ved hjelp av smart varmestyring. Systemet baserer seg blant annet på data om fremtidige strømpriser og vær.

Kuttet i energibruken er vist gjennom et samarbeid mellom forskere fra SINTEF og konsernet GK.

– Resultatene er lovende. Det er mye å spare, og investeringskostnadene er minimale. Lignende styringssystemer blir mye brukt i industriprosesser, men i bygg er det fortsatt et stort, uutnyttet potensial, sier forsker Harald Taxt Walnum, ifølge en pressemelding fra SINTEF.Det finnes mange næringsbygg i Norge og Europamed gamle radiatorer. Det er dyrt å oppgradere til moderne sonestyring med nye termostater og sensorer i hvert rom. I forsøkene har forskerne brukt Model Predictive Control (MPC) i et av SINTEF sine kontorbygg fra 1960-tallet. MPC-systemet bruker eksisterende infrastruktur i byggene og koster en brøkdel.

Den 60 år gamle radiatorstyringen, som kun regulerte varmen etter utetemperaturen, ble oppgradert med MPC. Resultatet: I løpet av én og en halv måned ble energiforbruket redusert med 33 prosent sammenlignet med forventet forbruk ved normal drift. Forskerne tror derfor løsningen kan bli et viktig bidrag i samfunnsdugnaden for energieffektivisering.

‍

‍Tar høyde for strømpriser og værmeldinger

‍– Det som skiller MPC fra mer tradisjonelle styringsmetoder, er evnen til å tenke fremover. I stedet for å kun reagere på endringer når de skjer, planlegger MPC hvordan systemet skal oppføre seg for å oppnå best mulige resultater over tid, forklarer Walnum. Systemet analyserer blant annet fremtidige strømpriser og værmeldinger for åbruke minst mulig strøm når prisene er høye. Systemet fikk også presise data om temperatur og energibruk i bygget. Slik ble det mulig å effektiviserevarmejusteringen. Det sparte både energi og kostnader, og det ble bedre inneklima i bygget.

– Effekten hadde ikke nødvendigvis vært like stor om studien hadde blitt gjennomført på en annen tid av året, når svingningene i temperatur og strømpriser mindre, forklarer sivilingeniør i kybernetikk hos GK, Peder Ward. Under testperioden i april og mai var det flere dager der temperaturen i skyggen var relativt lav, mens varmen fra sola ga en helt annen reell utetemperatur.

‍

‍Stort potensial i gamle bygg

‍
Forskerne tror løsningen kan bli et viktig bidrag i samfunnsdugnaden for energieffektivisering.

– Vi vet at bygninger står for rundt 30 prosent av verdens totale energiforbruk og nesten like mye av de energirelaterte CO₂-utslippene. I tillegg er de fleste bygninger som vil være i bruk i 2050, allerede bygget. Skal vi lykkes med grønn omstilling, må vi derfor se på hvordan vi kan utnytte eksisterende bygg og teknikk mer effektivt. Ward mener også at løsninger som MPC i tillegg gir bygninger fleksibilitet til å tilpasse seg fremtidens behov.

– Teknologien kan kobles til smarte nettverk der bygninger bidrar til å avlaste strømnettet ved å redusere forbruket i perioder med høy energibelastning. Dette kan også bidra til å støtte bruken av fornybar energi, forklarer han.

‍

‍Fortsatt noen utfordringer

‍
For å skalere opp kreves det mer utvikling. En av utfordringene i forsøkene var å sikre stabile dataforbindelser og håndtere perioder med manglende måledata.

– Det er nødvendig med en reserveløsning som sikrer kontinuerlig drift dersom datatilgangen eller MPC-systemet er ustabilt, sier Ward. Walnum jobber med en doktorgrad om MPC-systemet. Han ser nærmere på hvordan systemet fungerer over tid og hvordan løsningen kan fungere i bygg med mer moderne teknikk. Studien er gjennomført som en del av forskningssenteret FMEZEN.– Det må lages en bedre «plug and play»-løsning, som ikke krever store lokale tilpasninger, sier han.

‍(Kilde: SINTEF)