Doctorandus/a PhD student
Partners
Thema
Promotor / Supervisor
Prof. dr. ir. Lieve Helsen
Samenvatting van het onderzoek / Summary of Research
Het verbeteren van de energieprestatie van gebouwen is een cruciale uitdaging om de klimaatverandering tegen te gaan. Vooral een slechte regeling in zowel nieuwe als oude gebouwen is verantwoordelijk voor grote energieverspillingen.
In dit doctoraat is een modelgebaseerde voorspellende regelaar (Model Predictive Control, MPC) ontwikkeld om het energieverbruik en thermisch comfort in gebouwen te verbeteren. MPC betekent dat een gebouwmodel gebruikt wordt om het toekomstig gedrag van het gebouw te voorspellen op basis van voorspellingen van het weer en de gebruikers. Met de kennis over het gebouwgedrag voor de komende uren kan de MPC anticiperen en de huidige regelacties optimaal aanpassen.
MPC bestaat al verscheidene decennia maar wordt niet veel gebruikt in gebouwen omdat het moeilijk te configureren is. Daarom is in dit werk een methode ontwikkeld om de toepassing van MPC in gebouwen te vergemakkelijken.
De methode kan ook ingezet worden om de flexibiliteit van het gebouw te benutten. Onder flexibiliteit verstaat men de mogelijkheid om het elektriciteitsverbruik in het gebouw te verschuiven. Deze flexibiliteit kan gebruikt worden om het verbruik van het gebouw te aligneren met de beschikbare hernieuwbare productie. Zo kan het verbruik dalen in periodes met weinig zonne- of windenergie waardoor er tijdens deze periodes minder conventionele centrales moeten bijspringen.
De ontwikkelde methode kan voor een gegeven gebouw de hoeveelheid flexibiliteit en de bijhorende kost berekenen. Er wordt aangetoond dat de kost voor het verschuiven van het verbruik voor thermische systemen niet verwaarloosbaar is. Anderzijds is het zo dat het gebruiken van flexibiliteit in gebouwen vaak goedkoper is dan andere oplossingen om het evenwicht tussen productie en verbruik op het elektriciteitsnetwerk te handhaven.
Om de methode te demonstreren is een MPC toegepast op het kantoorgebouw van 3E te Brussel. Door een betere regeling van de geïnstalleerde warmtepompen en gasketel is een besparing gerealiseerd van 30% tot 40% op de dagelijkse uitgaven voor verwarming. Dit is een veelbelovend resultaat voor MPC in gebouwen dat zowel de toepassing als verder onderzoek in dit domein aanmoedigt.
Volledige tekst van het doctoraat / full text
Examencommissie / Board of examiners
- Prof. dr. ir. Lieve Helsen (promotor)
- Prof. dr. ir. Hugo Hens (voorzitter/chairman)
- Prof. dr. ir. Dirk Saelens (secretaris/secretary)
- Prof. dr. ir. Johan Driesen
- Prof. dr. Henze Gregor P. , University of Colorado at Boulder
- Dr. Michael Wetter , Lawrence Berkeley National Laboratory
- Dr. Achim Woyte , 3E nv