Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP
Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP

EnEff:Stadt: Verbundvorhaben »Herzo Opt - Monitoring von Plus-Energie-Häusern mit gemeinsamer Anlagentechnik inkl. Betriebsoptimierung«

Teilprojekt: Auswertung Langzeitmonitoring und Begleitforschung

Reihenhauskomplexes des Projekts »Herzo Opt«
© Technischen Hochschule Nürnberg
Visualisierung des Reihenhauskomplexes des Projekts »Herzo Opt«.

Bei »Herzo Opt« handelt es sich um einen Reihenhauskomplex, der im Vorgängerprojekt »Herzo Base – ein energieflexibles Gebäude- und Energiekonzept von morgen« der Technischen Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm geplant und in Betrieb genommen wurde. Dabei wurde bereits umfangreiche Sensorik für ein anschließendes Intensivmonitoring integriert. Im Verbundvorhaben Herzo Opt wurde das energetische Monitoring mit Betriebsoptimierung des Reihenhauskomplexes in ein Langzeitmonitoring überführt und drei Jahre von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP wissenschaftlich begleitet.  

Projektziele

Ziel des Verbundvorhabens war es, den Reihenhauskomplex über drei Jahre wissenschaftlich zu begleiten und die Betriebsoptimierung weiterzuführen. Dieser besteht aus acht Häusern, die im Dezember 2017 fertiggestellt und bis März 2018 bezogen wurden. Die Häuser werden über eine gemeinschaftliche Anlage aus Erdsonden, Wärmepumpen sowie einer PV-Anlage inklusive eines Batteriespeichers versorgt. Das Langzeitmonitoring eines Leuchtturmprojektes und die Entwicklung von Regelungsstrategien an einen Reihenhauskomplex vereinen und vernetzen unterschiedliche Disziplinen miteinander. 

Die Optimierung des Betriebs der Anlage erfolgte durch die TH Nürnberg. Die Messdaten wurden alle 15 Minuten auf der Datenbank vor Ort gespeichert sowie anschließend auf die IBP-eigene Datenbank importiert und überprüft. Am Fraunhofer IBP erfolgte anschließend die monatliche Auswertung folgender Größen:  

  • Wetterbedingungen
  • Energieverbrauch
  • Kumulierte Energie (Verbrauch - Ertrag)
  • Eigenverbrauchsanteil
  • Autarkiegrad
  • Batterienutzungsgrad
  • Arbeitszahlen der Wärmepumpen (verschiedene Bilanzgrenzen)

Projektergebnisse

Das Monitoring zeigt während der Projektlaufzeit, dass der Plus-Energie-Standard in allen Jahren erreicht werden konnte. 

Der Stromertrag durch die PV-Anlage lag während der Projektlaufzeit zwischen 140 und 163 Prozent des Gesamtstromverbrauchs des Gebäudekomplexes. 

Der Eigenverbrauch des PV-Ertrags ergibt sich aus dem Direktverbrauch (27 bis 30 Prozent) und der Batterieladung (13 Prozent) zwischen 40 und 43 Prozent. 

Der Autarkiegrad lag während der Projektlaufzeit zwischen 60 und 65 Prozent.

Projektpartner

Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm

  • Fakultät Maschinenbau und Versorgungstechnik
  • Fakultät Elektrische Energietechnik
  • Fakultät Werkstofftechnik
Anlagenschema im Projekt »Herzo Opt«
© Technischen Hochschule Nürnberg
Anlagenschema (inkl. Wärmemengenzähler).
Energieverbrauch und Energieertrag kumuliert
© Fraunhofer IBP
Energieverbrauch und Energieertrag kumuliert (Beispiel 2021).
Monatlicher Energieverbrauch und PV-Erzeugung
© Fraunhofer IBP
Elektrischer Energieverbrauch und PV-Erzeugung (monatlich, Beispiel 2021).