Výsledky po ročnej prevádzke novej administratívnej budovy Fenix Trading

Administratívna budova spoločnosti Fenix Group, a. s., bola uvedená do prevádzky v roku 2016. Budova postavená v štandarde nZEB využíva hybridný fotovoltický systém s batériovým úložiskom energie. Cieľom bolo postaviť budovu, ktorá bude nielen úsporná a energeticky maximálne sebestačná, ale bude schopná aj rôznej experimentálnej prevádzky, ktorá poslúži na overenie inovatívnych konceptov v oblasti inteligentnej energetiky a kvality vnútorného prostredia (bližšie informácie sme priniesli v TZB Haustechnik č. 3/2017). Čo teda ukazujú výsledky po ročnej prevádzke?

Porovnanie očakávaných a skutočných výsledkov

Skutočná spotreba objektu (25 126 kWh) bola po roku prevádzky o 7 % nižšia než očakávaná ročná spotreba energie. Spotreba elektrickej energie na vykurovanie bola vzhľadom na chladnú a dlhšiu zimu vyššia – priemerná teplota od októbra 2016 do februára 2017 bola 2 °C pod dlhodobým priemerom.

Porovnanie plánovanej a skutočnej výroby FVE

Podiel spotreby energie na vykurovanie a prípravu TV (12 402 kWh) na celkovej spotrebe novej kancelárskej budovy predstavoval 49 %, samotné vykurovanie (12 045 kWh) 48 %. Inštalovaná fotovoltická elektráreň (FVE) má maximálny ročný výkon 7 200 kWh, v hodnotenom období však vyprodukovala len 6 050 kWh. Dôvodom nižšej výroby FVE bolo jej pôvodné primárne nastavenie – v žiadnom prípade nemalo dochádzať k prelivu energie do siete, a to aj za cenu zníženia výkonu FVE.

Vlastná výroba FVE pokrývala v týchto podmienkach 91 % energetických potrieb budovy.

V roku 2017 sa už parametre upravili tak, aby najmä v letných mesiacoch, keď je nízka spotreba a veľká výroba FVE, dochádzalo v prípade dopytu operátora siete k tzv. riadenému pretekaniu. Overilo sa, že tento model riadených dodávok je plne funkčný a môže poskytovať výhody nielen pri riadení siete, ale aj samotným užívateľom. Domnievame sa preto, že pri týchto aplikáciách je načase zahájiť diskusiu o možnosti zavedenia tzv. net meteringu.

Prevádzka batériového úložiska s kapacitou 26 kW

Batériové úložisko sa ukázalo ako veľmi flexibilný nástroj optimalizácie spotreby budovy počas 24-hodinvého cyklu. Preukázala sa jeho schopnosť práce s ohraničeným príkonom pri uspokojení všetkých potrieb. Úložisko v trojfázovom zapojení zároveň výrazne prispieva k rovnomernejšiemu odberu energie v jednotlivých fázach.

Porovnanie skutočnej spotreby budovy s odberom zo siete ukazuje drobné riadené odbery v nočnom čase a naopak, riadené dodávky v dennom čase (VT).

Pri odstavení trafostanice sa overila aj autonómna prevádzka v prípade výpadku energie – budova fungovala od 6:00 do 20:00 h úplne bez obmedzení a prechod na batériové úložisko neznamenal žiadny výpadok technológií. V praxi sa odskúšala aj možnosť využiť batériu na odbúranie špičiek a zníženie hodnoty hlavného ističa. Budova sa tak mohla aj v zimnom období prevádzkovať s ističom 3 × 25 A, hoci by jej výkonovo zodpovedal skôr istič 3 × 40 A.

Porovnanie skutočnej spotreby budovy s odberom zo siete ukazuje schopnosť batériového úložiska dosiahnuť nulovú spotrebu zo siete v čase špičiek (VT) a harmonizovať spotrebu budovy v priebehu 24 hodín.

Elektrický sálavý vykurovací systém

Vykurovací systém s inštalovaným výkonom 9 kW riadi individuálne každý priestor.

Spotreba energie na vykurovanie bola vyššia, než sa predpokladalo – v období od októbra 2016 do mája 2017 dosiahla hodnotu 12 045 kWh.

Elektrické vykurovanie predstavovalo podstatnú časť spotreby energie vo vykurovacom období a na celkovej spotrebe malo podiel 59,8 %. Na celoročnej spotrebe malo vykurovanie podiel 48 %.

Dôvodov bolo niekoľko – napríklad automatický režim vonkajších žalúzií bránil využitiu plánovaných tepelných ziskov, pričom tento nedostatok sa odstránil počas decembra 2016. Vo všeobecnosti boli náklady na vykurovanie o 8 až 10 % vyššie než v uplynulej vykurovacej sezóne – priebeh denných teplôt od októbra do februára bol približne 2 °C pod dlhodobým priemerom a vykurovacia sezóna sa navyše skončila až v máji 2017.

Spotreba energie na vykurovanie (zelenou) je ovplyvnená prítomnosťou osôb a činnosťou kancelárskej techniky (nižšia denná spotreba) a výrazne reaguje na piatkové oteplenie.

Spotreba energie na vykurovanie (sálavý vykurovací systém) flexibilne reaguje na zmenu vonkajšej teploty a predovšetkým na náhodné tepelné zisky (ľudia, technika).

Nepodarilo sa preukázať ani výhodnosť prerušovaného vykurovania počas pracovného týždňa. Zatiaľ čo ráno dochádzalo v režime s nočným útlmom k výrazným odberovým špičkám, energetické úspory sa nepreukázali. Test sa bude opakovať v ďalšom vykurovacom období. Celkovo reagoval vykurovací systém na zmeny teplôt aj na obsadenosť jednotlivých vykurovacích zón veľmi flexibilne.

Počas vykurovacej sezóny sa spotrebovalo 20 005 kWh.

Výroba FVE zabezpečila vo vykurovacom období 2 507 kWh, t. j. asi 12,5 % z celkovej spotreby.

Riadená ventilácia s rekuperáciou – chladenie, klimatizácia

Počas prvých piatich mesiacov prevádzky sa systém nastavoval s cieľom zabezpečiť optimálnu reakciu na hladinu CO₂ v jednotlivých priestoroch a ich prevetrávanie. V letných mesiacoch sa nastavila teplota vstupného vzduchu (20 °C), v zimných mesiacoch teplota vystupujúceho vzduchu.

V lete bolo nastavené v prípade vysokých denných teplôt intenzívne nočné prevetrávanie budovy. To umožnilo vyradenie multisplitovej klimatizačnej jednotky a významné zníženie nákladov na chladenie. Ročná spotreba energie na ventiláciu celého objektu predstavovala 980 kWh, na prevádzku multisplitu 350 kWh.

Podiel jednotlivých odberov energie na celkovej spotrebe.

Ďalší postup

Dáta sa priebežne zhromažďujú online na cloude UCEEB (Univerzitné centrum energeticky efektívnych budov), pričom prístup k nim majú všetci zúčastnení.

K 30. septembru spracoval UCEEB podrobnú správu, ktorá hodnotila predpokladanú a skutočnú spotrebu energie, naplnenie predpokladov funkcionality objektu v jednotlivých režimoch a mikroklimatické podmienky v objekte. Záverečná správa je naplánovaná na koniec októbra budúceho roka a bude obsahovať hodnotenie dvojročnej prevádzky administratívnej budovy vo všetkých aspektoch. Pracovná skupina potom posúdi vytvorenie vhodných podmienok na rozšírenie konceptu.

Vzhľadom na to, že už predbežné výsledky tohto projektu avizujú reálnosť a dosiahnuteľnosť stanovených cieľov, rozhodla sa spoločnosť Fenix pokročiť v danej oblasti ďalej – v decembri 2016 bol založený start-up AERS, s. r. o., (Advanced energy storage systems) pripravujúci modulárny systém AES, ktorý pokrýva danú oblasť od malých aplikácií (10 kWh) do bytov a malých RD až po veľké aplikácie (1 000 kWh) vhodné do nákupných centier, výrobní, poľnohospodárskych budov a oblasti služieb.

V súčasnosti sa vo výrobnom areáli Fenix v Jeseníku dokončuje aj projekt batériového úložiska (640 kWh), ktoré spolupracuje so strešnou FVE (24 kWp). Cieľom je znížiť rezervovaný výkon (rozložiť spotrebu na 24 hodín), riadiť štvrťhodinové maximum a odstrániť krátkodobé výpadky, ktoré môžu spôsobiť významné škody. Dáta z tohto projektu budú opäť dostupné na serveri UCEEB. Aj dnes však možno povedať, že sledovaný koncept sľubuje zaujímavú návratnosť už pri súčasných cenách úložísk a v jeho rozvoji je do budúcnosti veľký potenciál.

Ocenenia a prezentácia projektu

Koncept domu ako aktívneho prvku energetickej sústavy získal v júni 2016 v rámci projektu CZECH TOP 100 zvláštne ocenenie Environmentálny počin roka v energetike. Projekt zaujal aj usporiadateľov výstavy INFOTHERMA 2017, kde vytvoril ústrednú expozíciu a súčasne priestor na tematickú odbornú konferenciu.

V marci tohto roku získal projekt od hejtmana Olomouckého kraja cenu Stavba roka 2016. Za najvyššie ocenenie však možno považovať skutočnosť, že projekt bol ako jeden z desiatky oficiálnych exponátov súčasťou expozície Českej republiky na svetovej výstave EXPO Astana v Kazachstane (10. 6. – 10. 9. 2017).

Ing. Peter Šovčík
Autor je stály spolupracovník spoločnosti FENIX Group.

Článok bol uverejnený v časopise TZB Haustechnik 5/2017.