AU får 12-etagers energilaboratorium

Forskere fra Aarhus Universitet har taget et nyt kollegium i brug som fuldskala energilaboratorium. I løbet af de næste tre år skal de gennemføre noget, der ligner verdens mest radikale overvågningsprogram. Døgnet rundt logger de energiforbruget i 132 lejligheder med få sekunders mellemrum. Målet er at udvikle ny teknologi, der kan gøre bygninger intelligente.

14.03.2013 | Kim Harel

Grundfos Kollegiet

Ved første øjekast bemærker man ikke noget ekstraordinært ved det tidstypiske etagebyggeri på havnen i Aarhus. Men man tager fejl. Den 12-etager store betonbygning har nemlig indbygget teknologisk isenkram for millioner af kroner, og nu tager forskere hul på det hidtil største fuldskalaforsøg med intelligent styring af energiforbrug (Foto: Henrik Olsen).

I Grundfoskollegiets kælder er etableret et teknikrum med udstyr, der sørger for at monitorere energiforbruget i de 132 lejligheder med få sekunders mellemrum. På øverste billede ses Steffen Petersen, Ingeniørhøjskolen (th) og Michael Dahl Knudsen, ph.d.-studerende, Institut for Ingeniørvidenskab. På nederste billede ses forskerne inde i en af lejlighederne hos Michael Brusgaard Christensen, ingeniørstudernede ved Aarhus Universitet. (Foto: Henrik Olsen)

På havnen i Aarhus knejser det nye Grundfos Kollegium, som blev taget i brug af de første beboere for knap et år siden i august måned 2012. Udover den storslåede udsigt over Aarhusbugten, som de i alt 198 studerende kan nyde fra deres lejligheder, bemærker man ved første øjekast ikke noget som helst ekstraordinært ved det tidstypiske etagebyggeri.

Men man tager fejl. Den grå betonbygning har nemlig indbygget teknologisk isenkram for millioner af kroner, og nu tager forskere hul på det, der måske er verdens største fuldskalaforsøg med intelligent styring af energiforbrug.

”Det er den mest gennemmonitorerede bygning, jeg har kendskab til, og derfor er den et helt unikt forskningslaboratorium. Vi kan registrere beboernes energiforbrugende adfærd med en frekvens på få sekunder helt ned på rumniveau,” siger Steffen Petersen, adjunkt ved Ingeniørhøjskolen Aarhus Universitet.

Målet er, at den enkelte lejlighed helt automatisk sørger for et godt indeklima med et lavt energiforbrug. Eksempelvis skal den registrere, hvis man får gæster og sørge for, at luftfugtigheden ikke bliver for høj. Og bygningens systemer skal løbende samle informationer om vejrudsigten og kommunikere med varme- og ventilationsfunktionerne i lejlighederne, så de hele tiden har en komfortabel rumtemperatur med det lavest mulige energiforbrug.

Forskere døgnovervåger energiforbrug på kollegium
Kollegiet skal i de kommende tre år danne base for et af Aarhus Universitets store energiforskningsprojekter. For hver eneste af kollegiets 132 lejligheder logges temperatur, fugtighedsniveau, CO2-udledning og flow af vand, varme og el hvert sjette sekund døgnet rundt. Det giver forskerne adgang til et helt unikt datagrundlag.

”Når vi har en tilstrækkelig stor datamængde, kan vi begynde at se på sammenhænge. Er der særlige spidsbelastningstidspunkter? Og kan vi styre den energiforbrugende adfærd i forhold til det aktuelle udbud af strøm i et forsyningssystem baseret på vedvarende energi,” siger Steffen Petersen.

Desuden er det intentionen, at bygningen skal modtage vejrprognoser om temperatur, vindforhold og solens retning, og forskerne er allerede godt i gang med at eksperimentere med, hvordan disse informationer automatisk kan regulere bygningens samlede varme- og ventilationsbehov med det lavest mulige energiforbrug og det mest optimale komfortniveau for de unge, der bor der.

Vil gøre bygninger intelligente
Glemmer man at slukke lyset eller andet udstyr, skal lejligheden kunne hjælpe dig ved enten at slukke det for dig, eller via sms spørge, om det er ok, at den slukker. Eller måske sænker den temperaturen, når du ikke er hjemme, men skruer op for varmen i god tid før, du kommer tilbage for at spare energi. Det er et forskernes udviklingsscenarier, forklarer Steffen Petersen:

”Vi skal videreudvikle en intelligent styring af energiforbruget, som kan hjælpe med at give en bygnings brugere en hensigtsmæssig energiadfærd uden at tænke over det. Om få år tror jeg, at det vil være en selvfølge. Der er et enormt energibesparende potentiale i at automatisere visse processer. Bygningen skal selv vide, om den har et køle- eller varmebehov i morgen, og den skal regne ud, hvornår det er mest hensigtsmæssigt og billigt at bruge energi,” siger Steffen Petersen.

For de enkelte lejligheder vil den intelligente styring af energiforbruget på sigt give bedre muligheder for at bruge strømmen, når der er mest af den, og den er billigst. Det særligt besværlige med el er nemlig, at det skal bruges i det øjeblik, det produceres – ellers går det til spilde.

”Vi vil se, hvor meget vi kan tilpasse bygninger af denne type til en fremtid med fluktuerende energi. Målet er at udvikle en færdig prototype på et intelligent system, der kan styre de strømforbrugende enheder i hjemmet med udgangspunkt i udbud og efterspørgsel. Hvis det blæser om natten, er det mest hensigtsmæssigt, at det også er her, vaskemaskinerne kører,” siger Steffen Petersen.

Fremtidens bygninger kan spå
En af forskernes største tekniske udfordringer er at udvikle et kommunikationssystem, der ikke alene automatisk kan registrere oplysninger om mængden af strøm til rådighed, men også forudsige mønstre i forbruget blandt kollegiets beboere.

”Når vi igennem et stykke tid har indsamlet informationer om energiforbruget i kollegiet, kan vi begynde at forudsige, hvad der med overvejende sandsynlighed vil ske på et givet tidspunkt under givne vejrforhold. Og det er enormt værdifuldt, for så kan vi begynde at arbejde med design af intelligente bygninger, som automatisk responderer på brugernes behov på den mest bæredygtige måde ,” siger Steffen Petersen.

BAGGRUND

Forskningsprojektet inkluderer Danmarks hidtil mest omfattende måleprogram for bygningers energiforbrug.

Projektets titel er Virtuel Powerplan for Smart Grid Ready Buildings. Det er finansieret af energinet.dk’s ForskEl program og har et budget på i alt 7,55 mio. kr.

Projektets parter er institut for Ingeniørvidenskab, Institut for miljøvidenskab, Institut for Datalogi, Alexandra Instituttet, Grundfos Holding A/S, Green Wave Reality Aps og Dong Energy A/S

Grundfos Kollegiet på havnen i Aarhus har indbygget teknologisk isenkram for millioner af kroner. En stor del af det er finansieret af industrikoncernen Grundfos A/S, som blandt andet også bruger målefaciliteterne til at eksperimentere med varmegenindvinding fra spildevand.

Læs også om projekt "Udvikling af fremtidens intelligente el-net"

KONTAKT

Steffen Petersen, adjunkt, Ingeniørhøjskolen Aarhus Universitet: stp@iha.dk; 41893347

 

 

Forskning, Offentligheden / Pressen, Medarbejdere, Kommende studerende, Institut for Ingeniørvidenskab, Ingeniørhøjskolen Aarhus Universitet, Miljø, klima og energi