Description succincte
(Allemand)
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Trotz zahlreicher bereits auf dem Markt erhältlicher Lösungen ist die Integration von erneuerbaren Energien - insbesondere die Kombination von Photovoltaik mit Wärmepumpen (WP) - derzeit noch nicht optimal [1] (Einbeziehung von Prognosen, angepasste Steuerung mit Energiespeicherung im Gebäude). Gleichzeitig bietet die Steuerung von Gebäuden mit mehreren Wohneinheiten noch ein großes Potenzial zur Steigerung der Effizienz von Wärmepumpen [2]. OPERA wird technische Lösungen für beide Aspekte entwickeln und validieren und die Steigerung der Energieeffizienz an der Pilotanlage des Projekts, einem derzeit in Renovierung befindlichen Gebäude, demonstrieren. Die wirtschaftlichen Vorteile, die sich aus der technischen Lösung des Projekts ergeben, sowie die Bewertung ihres Potenzials in der Schweiz werden den Multiplikatoren zur Verfügung gestellt, um die Lösung in größerem Maßstab zu replizieren. Auf diese Weise wird das Projekt die Attraktivität von PV+WP-Systemen, insbesondere für Gebäude, die renoviert werden, fördern und damit einen Beitrag zur Schweizer Energiestrategie 2050 leisten.
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Description succincte
(Anglais)
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Despite the many solutions already available on the market, the integration of renewable energies - especially the combination of photovoltaics with heat pumps (PAC) - is not yet optimal [1] (inclusion of forecasts, adapted control with energy storage in the building). At the same time, the management of multi-dwelling buildings still offers considerable potential for increasing the efficiency of heat pumps [2]. OPERA will develop and validate technical solutions for both these aspects, and demonstrate increased energy efficiency at the project's pilot site, a building currently undergoing renovation. The economic benefits deriving from the project's technical solution, together with an assessment of its potential at Swiss level, will be provided to multiplication players with a view to replicating the solution on a larger scale. In this way, the project will promote the attractiveness of PV+ PAC systems, especially for buildings undergoing renovation, and thus make a contribution to the Swiss Energy Strategy 2050.
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Description succincte
(Français)
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Malgré des nombreuses solutions déjà disponibles sur le marché, l’intégration des énergies renouvelable – spécialement la combinaison du photovoltaïque avec des pompes à chaleur (PAC) – n’est pas encore optimale à l’heure actuelle [1] (inclusion des prévisions, contrôle adapté avec stockage del’énergie dans le bâtiment). En même temps, la gestion des bâtiments à multiples habitations présente encore un gros potentiel pour augmenter le rendement des PAC [2]. OPERA va développer et valider des solutions techniques pour ces deux aspects et démontrer l’augmentation de l’efficacité énergétique sur le site pilote du projet, un immeuble actuellement en rénovation. Les avantages économiques qui découlent de la solution technique du projet, ainsi que l’évaluation de son potentiel au niveau Suisse, seront fournies aux acteurs de multiplication afin de répliquer la solution à plus grand échelle. Ainsi, le projet va promouvoir l’attractivité des systèmes PV+ PAC, surtout pour les immeubles en rénovation, et faire ainsi une contribution pour la Stratégie Energétique Suisse 2050.
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Publications / Résultats
(Allemand)
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Das Ziel des OPERA Projekts ist die Entwicklung und Demonstration eines integrierten Managements von Wärmepumpen (WP), PV-Systemen und Gebäuden - ein ganzheitlicher Ansatz, der erhebliche Vorteile in Bezug auf Energieeffizienz, Kosteneinsparungen und Umweltauswirkungen verspricht. Der Schwerpunkt liegt auf Mehrfamilienhäusern (MFH), in denen der Einsatz von WP noch nicht so weit fortgeschritten ist und in denen das Potenzial für PV-Anlagen mit einer Leistung von 20 bis 30 kWp sehr groß ist. Um dieses Ziel zu erreichen, arbeiten wir an drei Teilzielen. Erstens werden wir einen modellprädiktiven Regler (MPC - Model Predictive Controller) entwickeln, der auf die Steuerung von MFH-Anlagen und Gebäuden ausgerichtet ist. Zweitens werden Standardschnittstellen für den Zugriff auf die verschiedenen Elemente des Gebäudes (WP, Thermostatventile, ...) verwendet, um die Replikation zu erleichtern. Drittens wird eine umfassende Validierung in der Simulation und in einem realen MFH durchgeführt, um ausserdem die Akzeptanz sicherzustellen. Bisher lag der Schwerpunkt auf der Inbetriebnahme des MFH und auf Tests um sicherzustellen, dass alles wie erwartet funktioniert. Trotz Verzögerungen aufgrund äußerer Umstände wurden beide Ziele erreicht. Die an dem Standort gesammelten Daten entsprechen den Erwartungen, und die verschiedenen Elemente sind wie erwartet steuerbar. Parallel dazu wurde der MPC an MFH angepasst und mit Erfolg in der Simulation validiert. Darüber hinaus wurde vor kurzem eine vorläufige Version in Betrieb genommen.
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Publications / Résultats
(Anglais)
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The objective of OPERA is to develop and demonstrate an integrated management of heat pumps (HPs), PV systems, and buildings—a holistic approach that promises significant benefits in terms of energy efficiency, cost savings, and environmental impact. The focus is on multi family housings (MFH) where HP deployment is lagging behand and where the PV installation potential is very important with systems ranging from 20 to 30kWp. To reach that objective we work on three sub-objectives. First, we will develop a model predictive controller (MPC) aimed at MFH HP and building control. Second, standard interfaces will be used to access the various elements of the building (HP, thermostatic valves, …) to ease replication. Third, an extensive validation in simulation and on a real site will be carried out to validate the approach and ensure promotion. Until now focus was put on commissioning the test site and ensuring that it operates as expected. Despite delays linked to external circumstances both objectives are achieved. Indeed, the data collected on the sites corresponds to expectations and the various elements are controllable as expected. In parallel, the MPC was adapted to MFH and validated with success in simulation. In addition, a preliminary version was recently deployed.
Documents annexés
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Publications / Résultats
(Français)
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L'objectif d'OPERA est de développer et de démontrer une gestion intégrée des pompes à chaleur (PAC), des systèmes photovoltaïques et des bâtiments - une approche holistique qui promet des avantages significatifs en termes d'efficacité énergétique, d'économies et d'impact sur l'environnement. L'accent est mis sur les logements collectifs où le déploiement des pompes à chaleur est à la traîne et où le potentiel d'installation de systèmes photovoltaïques est très important avec des systèmes allant de 20 à 30 kWp. Pour atteindre cet objectif, nous travaillons sur trois sous-objectifs. Tout d'abord, nous développerons un contrôleur prédictif (MPC) destiné au contrôle des systèmes photovoltaïques et des bâtiments. Deuxièmement, des interfaces standard seront utilisées pour accéder aux différents éléments du bâtiment (PAC, vannes thermostatiques, ...) afin de faciliter la réplication. Troisièmement, une validation approfondie en simulation et sur un site réel sera effectuée pour valider l'approche et assurer la promotion. Jusqu'à présent, l'accent a été mis sur la mise en service du site d'essai et sur l'assurance qu'il fonctionne comme prévu. Malgré des retards liés à des circonstances extérieures, ces deux objectifs sont atteints. En effet, les données recueillies sur les sites correspondent aux attentes et les différents éléments sont contrôlables comme prévu. Parallèlement, le MPC a été adapté au bâtiment et validé avec succès en simulation. En outre, une version préliminaire a été récemment déployée.
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