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Puchegger, Markus
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Official Name
Puchegger, Markus
Main Affiliation
Akademische Titel
DI, BSc
Email
markus.puchegger@fh-burgenland.at
ORCID
Scopus Author ID
56488111400
Status
staff
Research Outputs
Now showing 1 - 10 of 23
- PublicationElectric Load Behaviour and DSM-Potential of Office BuildingsDue to the rising use of fluctuating renewable energy production, electricity production curve in the future will not be able to follow the demand curve anymore. Therefore, time-critical, variable charges are likely to be introduced. Whereas large consumers of electricity already have to pay attention to this issue - the peak demand is measured and cost effective for cus-tomers with a consumption higher than 100,000 kWh or connection power more than 50 kW (ElWOG, 2010) - the topic will become relevant for other customers in the future. Due to the roll-out of Smart Meters, it is very likely that time-relevant tariffs will become standard for all kinds of users, which means that the moment of electricity consumption will be cost-relevant. This paper deals with the electric load behaviour of office buildings and their potential to use Demand Side Management (DSM) to optimise load behavior. Because of use during the day, when prices are usually higher than during the night, office buildings mainly demand electrical energy during periods of high prices. By identification and utilisation of DSM potential, con-siderable sections of the demand can be shifted to hours with lower prices. Another possibil-ity to shift loads is to use thermal or electrochemical storage systems.
473 350 - Publication
453 1 - PublicationElectric load behaviour and DSM potential of office buildingsDue to the rising use of fluctuating renewable energy production, electricity production curve in thefuture will not be able to follow the demand curve anymore. Therefore, time-critical, variable chargesare likely to be introduced. Whereas large consumers of electricity already have to pay attention tothis issue – the peak demand is measured and cost effective for customers with a consumption higherthan 100,000 kW h or connection power more than 50 kW [1] – the topic will become relevant for othercustomers in the future. Due to the roll-out of smart metres, it is very likely that time-relevant tariffs willbecome standard for all kinds of users, which means that the moment of electricity consumption willbe cost-relevant. This paper deals with the electric load behaviour of office buildings and their potentialto use demand side management (DSM) to optimise load behaviour. Because of use during the day,when prices are usually higher than during the night, office buildings mainly demand electrical energyduring periods of high prices. By identification and utilisation of DSM potential, considerable sections ofthe demand can be shifted to hours with lower prices. Concerning integration of photovoltaic systems,two aspects has to be taken into account. When PV is an additional option to reduce electrical energydemand during high prices, on-site produced electricity should be also used on-site and therefore it hasto be assured, that demand does not fall below PV-production. Another possibility to shift loads is to usethermal or electrochemical storage systems.
198 537Scopus© Citations 14 - PublicationLastverhalten und DSM-Potential in BürogebäudenDieses Paper beschäftigt sich mit dem elektrischen Lastverhalten von Bürogebäuden. Durch den vermehrten Einsatz von fluktuierend produzierenden Anlagen zur erneuerbaren Energieerzeugung kann die Stromerzeugung nicht mehr einfach dem Bedarf folgen. Daher sind zu-künftig variable, zeitkritische Stromtarife zu erwarten. Dies bedeutet, dass der Zeitpunkt der abgerufenen Leistungen kostenrelevant sein wird. Die Betrachtung der einzelnen Verbraucher erfolgte unter Zuhilfenahme von Zusammen-hängen aus der Literatur. Weitere Basisdaten waren die Börsenstrompreise des Jahres 2008, ein fiktiver jährlicher Wetterdatensatz aus einem Gebäudesimulationstool und das Nutzerverhalten anhand einer Wahrscheinlichkeitsmatrix. Die Hauptnutzungszeit der Bürogebäude fällt in jene Zeit, in der die Strompreise bzw. Börsenstrompreise im Allgemeinen höher sind. Durch die Ausnutzung von Lastverschiebungspotentialen kann hier jedoch abhängig von der Zusammensetzung der elektrischen Verbraucher ein nennenswerter Teil des Bezugs in Zeiten niedriger Preise verschoben werden.
238 280 - PublicationTheoretische Betrachtungen des elektrischen Lastverhaltens und DSM-Potentials von BürogebäudenDiese Arbeit beschäftigt sich mit dem theoretischen elektrischen Lastverhalten von Bürogebäuden. Da durch den vermehrten Einsatz von fluktuierend erzeugenden, erneuerbaren Energieerzeugungsanlagen die Stromerzeugung nicht mehr einfach dem Bedarf folgen kann, sind variable, zeitkritische Stromtarife zu erwarten. Die Betrachtung der einzelnen Verbraucher erfolgt dabei mithilfe von Zusammen-hängen aus der Literatur. Zudem wurden die Börsenstrompreise des Jahres 2008 sowie die Wetterdaten aus einem Gebäudesimulationstool verwendet. Das Nutzer-verhalten wurde auf Basis von Literaturdaten und einer Wahrscheinlichkeitsmatrix simuliert. Die einzelnen Verbraucher wurden in drei Kategorien eingeteilt. Die Geräte der Infrastruktur sind weitgehend unabhängig von äußeren Einflüssen. Hier ist haupt-sächlich das Nutzerverhalten ausschlaggebend. Bei der Beleuchtung spielt das Wetter durch die Tageslichtversorgung bereits eine bedeutende Rolle, während die äußeren Einflüsse bei der Peripherie (Heizen, Kühlen, Klimatisieren) die Hauptrolle spielen. Durch die Nutzung am Tag, wenn die Strompreise im Allgemeinen höher sind als nachts, beziehen Bürogebäude hauptsächlich zu Zeiten hoher Stromtarife ihre elektrische Leistung. Dies gilt unabhängig von der Gebäudeausstattung und vom Gebäudetyp. Durch die Identifikation und Ausnutzung von Lastverschiebungspotentialen, kann hier jedoch abhängig von der Zusammensetzung der elektrischen Verbraucher ein nennenswerter Prozentsatz des Verbrauchs in Zeiten niedriger Tarife verschoben werden. Die Ausnutzung von Speichern trägt ebenfalls dazu bei, Lastverschiebungspotential zu schaffen. Dabei können verschiedene Arten von Speichern genutzt werden. Elektrochemische Speicher können in Zeiten niedriger Strompreise beladen und deren gespeicherte Energie bei hohen Preisen genutzt werden. Bei Heiz- oder Kühlsystemen, die stark von elektrischen Geräten abhängen, können zudem thermische Speicher zu einer elektrischen Lastverschiebung beitragen. Dabei kann entweder das Gebäude selbst oder eine separate Einrichtung als thermischer Speicher genutzt werden.
357 1431 - PublicationOptimierte Einbindung von Energiespeichern und Photovoltaik unter Berücksichtigung von DSM in BürogebäudenDiese Arbeit beschäftigt sich mit der optimierten Einbindung von Energiespeichern und Photovoltaik in Bürogebäuden unter Berücksichtigung von zeitlich variablen Stromtarifen und Demand Side Management. Durch den vermehrten Einsatz von fluktuierend erzeugenden, erneuerbaren Energieerzeugungsanlagen sind zeitkritische Stromtarife für alle Endverbraucher zu erwarten. Im Zuge dessen wird das Zusammenspiel aus Erzeugungs- und Verbrauchscharakteristik unter Berücksichtigung von Speichern und der Ausnutzung von Lastverschiebungspotentialen für alle Stromkunden relevant. Die Modellierung der einzelnen Erzeugungs- und Verbrauchslastgänge erfolgt dabei mithilfe von Zusammenhängen aus der Literatur sowie diverser Simulationen nach der Bottom Up Methode. Zudem wurden reale Börsenstrompreise eines Jahres sowie reale Wetterdaten verwendet. Das Nutzerverhalten wurde auf Basis von Literaturdaten und einer Wahrscheinlichkeitsmatrix simuliert, jedoch nicht variiert (das Nutzerverhalten war nicht Ziel der Untersuchungen). Die einzelnen Verbraucher wurden in drei Kategorien eingeteilt. Die Geräte der Infrastruktur sind weitgehend unabhängig von äußeren Einflüssen. Hier ist hauptsächlich das Nutzerverhalten ausschlaggebend. Bei der Beleuchtung hat das Wetter durch die Tageslichtversorgung bereits bedeutenden Einfluss, während die äußeren Bedingungen bei der Peripherie (Heizen, Kühlen, Klimatisieren) die Hauptrolle spielen. Durch die Produktion am Tag, wenn die Strompreise im Allgemeinen höher sind als nachts, wird der von der PV-Anlage erzeugte Strom zu günstigen Tageszeiten bereit gestellt. Andererseits beziehen Bürogebäude durch die Nutzung am Tag hauptsächlich zu Zeiten hoher Stromtarife ihre elektrische Leistung. Somit bestehen hinsichtlich der Optimierung des Betriebs von Bürogebäuden verschiedene Möglichkeiten. So kann durch elektrische Lastverschiebung ein erheblicher Teil des nicht durch die PV-Anlage abgedeckten Stromverbrauchs bei Tag in die Nachtstunden verschoben werden, wenn die Strompreise im Allgemeinen niedriger sind als tagsüber. Abbildung 1 zeigt zwei Varianten des Verbraucherlastgangs (Standard, Optimiert) und den Erzeugungsverlauf der PV-Anlage (20 kWp) sowie des Strompreises für einen Wintertag. Abbildung 1: Lastgang Standard; Optimiert inkl. PV; Winterfall Es wurde dazu unter anderem ein Vorheizstrategie verwendet, um den Betrieb elektrisch basierter Wärmeerzeuger (hier Wärmepumpen) in die Nachtstunden zu verlegen. Dies beeinflusst auch den Deckungsgrad der elektrischen Lasten durch die PV tagsüber positiv. Die Lastverschiebung wirkt jedoch nur dann Kostensenkend, wenn Sie auf den Eigenverbrauch des erzeugten PV-Stroms keine negativen Auswirkungen hat. Während bei kleineren PV-Anlagen und im Heizfall (Winter) die aktive elektrische Lastverschiebung kaum Einfluss auf die Eigenverbrauchsquote hat (Verbrauch >> Erzeugung), stellt sich die Situation bei größeren PV-Anlagen im Sommer anders dar. Abbildung 2 zeigt, dass hier bei einer Anlage mit 20 kWp durch die Lastverschiebung unter Ausnutzung einer Vorkühlstrategie bereits überschüssiger PV-Strom vorhanden ist. Abbildung 2: Lastgang Standard; Optimiert inkl. PV; Sommerfall Um hier den Eigenverbrauchsanteil nicht negativ zu beeinflussen, sind zusätzliche Maßnahmen notwendig. So können hier auch tagsüber Verbraucher mit Lastverschiebungspotential bei Überschussstrom aus PV zusätzlich aktiviert werden. Eine weitere Möglichkeit stellt die Einbindung der Wettervorhersage in die Regelung dar. Mit dieser Maßnahme kann anhand der Erzeugungsprognose sowie der Prognose des täglichen Verlaufs des Kühlenergiebedarfs des Gebäudes im Voraus eine Entscheidung über das Ausmaß der Vorkühlung bei niedrigen Strombezugspreisen in der Nacht erfolgen. Auch die Auswirkung auf die Auslegung von Speichern (thermisch bzw. elektrisch) zur Überbrückung der Hochtarifzeiten am Tag kann durch die Einbindung von Lastmanagement bzw. Erzeugungsanlagen gezeigt werden. Nach dem Prinzip von Jahresdauerlinien wurden dazu Stromverbräuche bzw. der Bedarf an thermischer Energie während Zeiten hoher Strompreise (i.d.R. 06:00 – 22:00) täglich aufsummiert und untersucht, wie sich notwendige Speichergrößen durch Optimierungsmaßnahmen verändern. Abbildung 3 zeigt beispielsweise die Auswirkung der Maßnahmen auf die Jahresdauerlinie bei Verwendung eines Stromspeichers. Abbildung 3: Optimierte Speicherauslegung Es konnte insgesamt gezeigt werden, dass die optimierte Einbindung von DSM, Erzeugungsanlagen sowie Speichereinheiten einen nennenswerten Kostensenkungsfaktor in einem Stromnetz mit zeitlich variablen Stromtarifen aufweisen.
509 303 - PublicationElektrische Energieeffizienz und Lastmanagement als Beitrag zum „Null-Emissions-Gebäude“Efficient use of electricity is an important goal in the ongoing research project "Build2Zero - Integrated concepts for implementation of zero-emission buildings". The project’s task “Electrical energy efficiency" is divided into two subtasks: developing a tool that predicts the annual electricity demand for an office building in the preplanning phase is the first subtask. The focus of this tool is on three priority areas: lighting, auxiliary power (pumps, fans, …) and infrastructure (eg PCs, printers, ...). On the basis of these three priori-ties, the expected annual power requirement is calculated and can be used to support effi-ciency strategies in the preplanning phase. The second subtask was the prediction of electric load behaviour of office buildings during the planning phase. Therefore each electrical application which is typically used in office build-ings, was analysed with regard to its load curve. By aggregation of the individual load curves, different load curves for building systems could be created. Furthermore, the potential for optimization and the necessary conditions for electrical load management in the office build-ing sector were studied in order to supplement the topic of electrical energy efficiency. Based on the presumption of fluctuating electricity tariffs depending on the exchange price at EXAA (2011), energy costs can be reduced noticeably by using active Demand Side Management.
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