Energieautarke Solarfabrik - Demoobjekt energieautarke Solarfabrik
Im vorliegenden Projekt soll als Demonstrationsobjekt ein Produktionsbetrieb und ein Warenlager samt Büros errichtet werden, das zugleich als Realitätstest samt Langzeitmessungen dient. Es soll als reales Versuchslabor für Entwicklungen aus Vorprojekten fungieren und bei erfolgreicher Entwicklung der Demonstration innovativer Energiesysteme und Komponenten für Interessierte und das Fachpublikum dienen.
Title and Synopsis
Demoobject energy-autarkic solarplant
Within the project at hand a production plant with store house and offices will be constructed. It will serve as a reality testing field for long-term measurement of components and systems developed in previous projects. In case of a successful development, it shall serve for the demonstration of innovative energy systems and components for the interested public and for experts.
Beschreibung
Status
laufend
Kurzfassung
Ausgangssituation/Motivation
Der Antragsteller hat sich das ambitionierte Ziel gesetzt, beim Bau des Demonstrationsobjekts durch eine Vielzahl von Entwicklungen auf innovative und effiziente Energienutzung zu achten. Dabei will man Maßnahmen setzen, die über den aktuellen industriellen Baustandard weit hinausgehen. Nach und teilweise schon während ihrer Entwicklung werden die zu entwickelnden Komponenten und Systeme am Demoobjekt verbaut, probiert, optimiert und am Ende für längere Zeit in Dienst gestellt und einer langfristigen messtechnischen Beobachtung zu geführt.
Mit einfachsten Mitteln sollen maximaler Komfort, größte Zufriedenheit und ausgezeichnete Wirtschaftlichkeit realisiert werden. Ein noch zu eruierendes (Simulationen) Oberflächen-Volumen-Verhältnis in Verbindung mit sehr guter Luftdichtheit und Wärmedämmung ermöglicht es unter Ausnutzung der internen und solaren Gewinne diese Halle ohne Heizung zu betreiben.
Geplante Maßnahmen:
- Errichtung der Produktionsstätte in Passivhausstandard
- Energieeffiziente Lüftungsanlagen mit gezielter und optimierter Lufteinbringung; Bedarfsgerechte Lüftung
- Wärmerückgewinnung aus Abluft
- Nutzung betrieblicher Abwärmen für die Wärmeversorgung
- Einsatz einer Solaranlage an der Objektaußenwand in noch zu bestimmender Größe
- Energieeffiziente Wärmeabgabe mittels Niedertemperatursysteme
- Speicherung von Wärme in einem Erdspeicher
- Installierung einer Photovoltaik-Anlage
- Energieeffiziente Kältebereitstellung mittels thermisch angetriebenen Kältemaschinen anstelle elektrischer Kompressionskältemaschinen
- Nutzung des Löschwasserbeckens zur Maschinenkühlung
- Nutzung von Nachtkälte
- Bauteilaktivierung
- Optimierte Druckluftbereitstellung
- Energieeffiziente Beleuchtung
- Regenwasser & Brauchwassernutzung
Inhalte und Zielsetzungen
Als Demonstrationsobjekt werden ein Produktionsbetrieb und ein Warenlager samt Büros mit einer Gesamtbetriebsfläche von 18.000 m² errichtet werden. Im Bereich der Energietechnik wird auf eine innovative, nachhaltige und sparsame Energieversorgung bzw. -verwendung Wert gelegt. Das Demonstrationsobjekt beinhaltet eine Vielzahl von technischen Komponenten und Systemen, die im Laufe des Gesamtprojekts zu entwickeln und am Demoobjekt zu erproben sind.
Die folgenden Besonderheiten zeigen, welche Zielsetzungen hinsichtlich der Integration neuer Systeme für den Demobau derzeit bestehen:
- Ein Passivhaus-Industriebau mit extrem luftdichter Hülle wurde noch nie in dieser Größenordnung gebaut.
- Automatisierte Öffnungen (Brandrauchöffnungen) müssen im geschlossenen Zustand die geforderte Luftdichtheit erreichen.
- Die thermische Ankopplung des Erdreiches darunter funktioniert wie ein gigantischer Wärmespeicher und hält die Temperaturschwankungen im Gebäudeinneren klein (Pufferfunktion durch den Hallenuntergrund). Eine ungewöhnliche Südorientierung der Sheds verringert den Heizenergiebedarf auf fast null.
- Eine solare Kühlung der Laserschweißmaschinen mit anschließender Energiekaskade wird entwickelt und hydraulisch eingeplant und am Demoobjekt realisiert!
- Es wird eine eigene, neuartige elektronische Steuerung entwickelt, die alle Energie relevanten Regler betätigt und abgleicht. Es entsteht eine zentrale Steuereinheit für alle Energiebelange des gesamten Demoobjekts. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf optischem, akustischem und thermischem Komfort an allen Arbeitsplätzen. Insgesamt werden im Demoobjekt zu Beginn 200 Arbeitsplätze entstehen, im Endausbau 450.
- Die Halle selbst ist als Holzleichtbau mit einem thermisch ausgeglichenen Verhalten konzipiert, wie es sonst nur mit vielen massiven Bauteilen möglich ist, durch den Einsatz einer Wärme speichernden Mischung in den Zwischenwänden.
- Weiters werden am Demoobjekt Synergieeffekte von Brandrauchöffnung und natürlicher Nachtabkühlung, Nutzung der internen Wärmegewinne von Maschinen für die Verringerung des Heizwärmebedarfs, Löschwasservorrat als Energiespeicher für die Kühlung und vieles mehr untersucht und einem Realtest unterzogen.
Mit einfachsten Mitteln sollen maximaler Komfort, größte Zufriedenheit und ausgezeichnete Wirtschaftlichkeit verwirklicht werden. Mit Hilfe eines optimalen Oberflächen-Volumen-Verhältnisses in Verbindung mit sehr guter Luftdichtheit und Wärmedämmung wird unter Ausnutzung der internen und solaren Gewinne diese Halle ohne Heizung betrieben. Das gegenständliche Projekt wird zum Testobjekt für diese Vision und nach erfolgreicher Entwicklung zum Demonstrationsobjekt und Maßstab für den zukünftigen Industrie- und Gewerbebau.
Methodische Vorgehensweise
Das Projekt ist in insgesamt drei Forschungsprojekte gegliedert, die sich mit der kooperativen Entwicklung von Komponenten und Systemen mit den oben genannten Zielsetzungen beschäftigen.
Die Entwicklung basiert dabei auf der Zusammenarbeit von ProjektpartnerInnen und externen Know-how Trägern aus den verschiedensten Gebieten der Technik.
Die Neuentwicklungen werden noch im Muster- oder Prototypenstadium einer Realerprobung und, falls notwendig und möglich, einer Optimierung am Reallabor 'Energieautarke Solarfabrik" unterzogen. Durch den Einsatz des Labors als Industriebau werden alle Systeme laufend auf Praxistauglichkeit und Langlebigkeit getestet.
Die Entwicklung der Komponenten gehorcht den klassischen Grundsätzen moderner Produktentwicklung.
Erwartete Ergebnisse
Für das Demoobjekt sind folgende Ergebnisse geplant:
- Demoobjekt Produktionshalle samt Verwaltungstrakt im Passivhausstandard. Dies wird über insgesamt 3 experimentelle Entwicklungspakete, deren Ergebnisse im Demoobjekt umgesetzt werden, erreicht. Siehe SUB 2-4.
- Energieeffiziente Lüftungsanlagen mit gezielter und optimierter Lufteinbringung; Bedarfsgerechte Lüftung. Erreichung über innovative Lüftungskonzepte (siehe 2.1.1) wie beispielsweise der Nachtlüftung. Andererseits werden Lüfter mit optimierten Luftstromquerschnitten eingesetzt, um Reibungsverluste zu minimieren.
- Wärmerückgewinnung aus Abluft. Dieses Ziel wird über Abluftsysteme mit integrierten Wärmetauschern erreicht. Diesbezügliche technische Informationen befinden sich unter Punkt 2.1.1 des Antrags.
- Nutzung betrieblicher Abwärmen für die Wärmeversorgung. Alle Kühlkreisläufe sind hydraulisch mit solaren Absorbtionskühlmaschinen gekoppelt. Ein Wärmeverlust über reine Abwärme wird durch die Wärmerückgewinnung aus der Abluft (siehe C)) vermieden.
- Einsatz einer Solaranlage am Demoobjekt als Außenwand in noch zu bestimmender Größe. Hiermit wird die Verbindung zweier Funktionen ermöglicht: Gewinnung von solarthermischer Energie und Verkleidung der Objektaußenwand.
- Speicherung von Wärme in einem Erdspeicher. Dies ist ein zentraler Anspruch des Demoobjekts. Die Lösungswege sind im Unterprojekt SUB 2 beschrieben. Ein Scheitern dieser Entwicklung würde das gesamte Demoobjekt in Frage stellen.
- Installierung einer Photovoltaik-Anlage zur teilweisen Stromversorgung des Fertigungsbetriebs
- Energieeffiziente Kältebereitstellung mittels thermisch angetriebenen Kältemaschinen anstelle elektrischer Kompressionskältemaschinen. Hierzu müssen Maschinen in der benötigten Leistungsgröße mit völlig neuen Parametern entwickelt und produziert werden. Lösungswege siehe SUB Projekte.
- Nutzung des Löschwasserbeckens zur Maschinenkühlung. Das Löschwasser wird als Puffer benutzt. Eine Aufwendige Steuerung sowie Systeme zur weiteren "Verfrachtung" von überschüssiger Wärme sind zu entwickeln.
- Nutzung von Nachtkälte für die Kühlung von Büroräumen und Produktionshallen.
- Bauteilaktivierung. Verschiedene Bauteile der Halle, Verkleidung oder auch Wandteile sollen dazu benutzt werden, um eine Regelung zu bewerkstelligen. Auch diese Entwicklung wird in einem der SUB Projekte als experimentelle Komponentenentwicklung dargestellt.
- Energieeffiziente Beleuchtung. Hier wird auf extrem effiziente Beleuchtung Wert gelegt. Zum Einsatz kommen sollen zum Einen energiesparende Beleuchtungssysteme aber auch auf die Platzierung der Beleuchtung (bedarfsgerecht) soll bei der Erstellung des Demoobjekts geachtet werden.
- Regenwasser & Brauchwassernutzung. Durch große Tanks unter dem Demoobjekt wird Regenwasser für längere Zeiten gesammelt und bei Bedarf für Spülungen aller Art und, vor allem, für Waschanlagen im Produktionsbereich eingesetzt. Somit wird sichergestellt, dass wertvolles Trinkwasser gespart und unverkalktes Wasser verwendet wird, was als positiv für die Lebensdauer der Rohrleitungssysteme eingeschätzt wird.
Simulation Winter-/ Sommerverhalten- Basis für Konzept
Projektbeteiligte
Projektleiter
Herbert Gösweiner
SUN MASTER Energiesysteme GmbH
Projekt- und Kooperationspartner
Kontaktadresse
SUN MASTER Energiesysteme GmbH
Herbert Gösweiner
Solarstraße 7, A-4653 Eberstalzell
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