EnQuaFlex – Energiewendedienlicher Quartiersbetrieb durch gemeinschaftliche Flexibilitätskoordination: Bildung von dimensionslosen Kennzahlen zur energetischen Bewertung von gebäudetechnischen Anlagen

Abstract

Der vorliegende Bericht befasst sich mit der Entwicklung und Anwendung dimensionslo- ser Kennzahlen zur energetischen Bewertung von gebäudetechnischen Anlagen im Rah- men des Forschungsprojekts EnQuaFlex. Die methodische Grundlage bildet dabei die Richtlinie VDI 4663, die das Physikalische Optimum (PhO) als Referenzzustand nutzt, um das vorhandene Optimierungspotenzial direkt messbar zu machen. Ein wesentlicher As- pekt dieser Methodik ist die Unterscheidung zwischen einer Bedarfsanalyse, bei welcher der Nutzen über einen physikalischen Referenzprozess definiert wird, und einer Ver- brauchsanalyse, die den Output bei einem gegebenen Einsatz bewertet. Im Bereich der Wärmeversorgung wird die Effektivität von Wärmepumpen analysiert, indem die real gemessenen Leistungszahlen (COP und JAZ) mit dem idealen Carnot-Pro- zess verglichen werden. Durch die Bildung eines PhO-Leistungsfaktors wird der Abstand zum physikalisch idealen Prozess transparent gemacht. Die Auswertungen realer Betriebs- daten zeigen hierbei deutliche Diskrepanzen zu Herstellerangaben, was insbesondere auf den Energiebedarf von Nebenverbrauchern wie Anlagensteuerungen und Heizungspum- pen in Zeiten geringer Wärmeanforderung zurückzuführen ist. Für Lüftungstechnische Maßnahmen wird die Kennzahlenbildung theoretisch über die hydraulische Förderleistung hergeleitet. Hierbei dient die Bernoulli-Gleichung zur Bestim- mung der minimalen Druckverluste, während der notwendige Volumenstrom auf Basis der DIN 1946-6 als physikalischer Referenzwert herangezogen wird. Bei der Bewertung von Photovoltaikanlagen kommt die Verbrauchsperspektive zur An- wendung, wobei die Shockley-Queisser-Grenze (ein theoretischer Wirkungsgrad von ca. 33,16 % bei 300 K) als physikalischer Grenzwert fungiert. Die Analyse verdeutlicht, dass die Effektivität der Anlagen im Realbetrieb nicht nur durch physikalische Faktoren wie Temperatur beeinflusst wird, sondern maßgeblich durch externe Einflüsse wie Abregelun- gen durch den Netzbetreiber gemindert werden kann.