Thesis supervisor: Miklós Horváth
Location of studies (in Hungarian): 1111 Budapest, Műegyetem rkp. 3-9, D. ép. 130. Abbreviation of location of studies: EPGET
Description of the research topic:
a) Előzmények
Napjainkban az épületek energiafogyasztásának csökkentése egyre nagyobb hangsúlyt kap, mely részben köszönhető a vonatkozó Európai Uniós szabályozási környezet szigorodásának is. Az épületállományhoz köthető az energiafogyasztásunk közel 40%-a, így az itt hozott szigorító intézkedésekkel jelentős megtakarítási potenciál aknázható ki. Épületeknél az energiahatékonyság növelésére több lehetőség is adódik, ezek közül az egyik kézenfekvő megoldás a megújuló energiaforrások alkalmazása. Kizárólag megújuló energiaforrások alkalmazásával azonban nem lehetséges a kívánt energiamegtakarítás elérése, ugyanis ezen források alkalmazása legtöbbször korlátokba ütközik, illetve jelentős hatást gyakorol az egyéb energiaellátó rendszerek működésére. Emiatt fontos ismerni az épületek pontos energiaigényét, energiafogyasztási profiljait. Ezen profilok ismerete azonban jelenleg nem, vagy csak elnagyoltan ismert régebbi kutatásokra alapozva, így ezen profilok alkalmazása csak korlátosan és fenntartásokkal lehetséges. Az okosmérők elterjedésével azonban új lehetőség nyílt különböző fogyasztási adatbázisok vizsgálatára, melyek alapján pontosabb képet kaphatunk a jelenlegi fogyasztási szokásokról.
További fontos szempont az egyes enegiamegtakarítási intézkedések pontosabb értékelése is, hiszen sok esetben a becsült energia-, illetve költségmegtakarítás elmarad az elvárttól. Ebben nyújthatnak nagy segítséget a szimulációs programok, melyekkel lehetőség nyílik az épületek pontosabb, részletes modellezésére, így a megtakarítások becslése is megbízhatóbb lesz. A szimulációs programoknál azonban fontos, hogy az alkalmazott bemenő paraméterek, profil adatok a valóságot minél jobban közelítsék, így ilyen jellegű hazai adatbázis létrehozása szükséges és időszerű is.
b) A kutatás célja
1. Villamosenergia fogyasztási és termelési profilok komplex értékelése, jellemző profilok meghatározása épület szimulációkhoz.
2. Épületek energiafogyasztásának és napelemes rendszerek termelésének komplex szimulációja valós épületek adatait, felhasználói szokásait és műszaki tulajdonságait felhasználva.
3. Elektromos autók töltőpontjainak villamosenergia fogyasztási profiljainak, használati trendjeinek megismerése mért hazai fogyasztási adatok alapján.
4. Épületszimulációs programhoz, energetikai audithoz és tanúsításhoz épületfelhasználói profilok kidolgozása különböző funkciójú épületekre.
c) Az elvégzendő feladatok, azok fő elemei, időigénye
1. évre tervezett feladatok:
- Szakirodalmi áttekintés: villamosenergia-fogyasztási és termelési profilok létrehozásának feltételei, korlátai; épületszimulációs szoftverek alkalmazásának lehetőségei, korlátai.
- Meteorológiai adatok (napsugárzás, külső hőmérséklet, stb.) összegyűjtése a mérési adatok értékeléséhez és a tervezett szimulációk elvégzéséhez.
- Okos mérőkből származó villamosenergia fogyasztási adatsorok ellenőrzése, szükség esetén hibás adatoktól való megtisztítása, az adatsorok rendszerezése.
- Okos mérőkről származó napelemes villamosenergia termelési adatsorok ellenőrzése, szükség esetén hibás adatoktól való megtisztítása, az adatsorok rendszerezése.
- Előzetes épületszimulációk elvégzése, a szimulációk korlátainak feltárása, szükséges bemenő paraméterek áttekintése és a lehetséges fejlesztési irányok és a bemenő paraméterek formátumának meghatározása.
2. évre tervezett feladatok:
- Különböző épületekre szimulációkhoz felhasználói profilok meghatározása az épületfelhasználók és az e-kút töltők villamosenergia fogyasztási szokásainak figyelembevételére.
- Az villamosenergia-termelés napi trendjeinek és a fogyasztói (épületek, e-kutak) oldali profilok összehasonlító elemzése.
- A napelemes energiatermelés és a villamosenergia fogyasztási profilok összevetése, komplex analízise.
3. évre tervezett feladatok:
- A doktori kutatás első két évében elvégzett adatelemzés eredményeinek összefoglalása, értékelése.
- Épületszimulációk elvégzése a felmért épületekre, különös tekintettel a villamosenergia fogyasztás és termelés modellezésére.
- Az elkészített szimulációs modelleken paramétervizsgálatok elvégzése a modellek érzékenységének vizsgálatára.
4. évre tervezett feladatok:
- A fogyasztási adatok alapján elvégzett szimulációk eredményeinek és tapasztalatainak összefoglalása, javaslattétel szimulációs eljárásra.
- Épületszimulációs programhoz, energetikai audithoz és tanúsításhoz épületfelhasználói profilok kidolgozása különböző funkciójú épületekre.
- Az új tudományos eredmények kidolgozása értekezés formájában.
d) A szükséges berendezések
A kutatáshoz szükséges eszközök rendelkezésre állnak a tanszéken. A dinamikus szimulációkhoz a tanszéken elérhető a DesignBuilder, valamint a TRNSYS program is. Az erőforrásigényes szimulációkhoz rendelkezésre áll egy nagyteljesítményű számítógép, mellyel lehetőség nyílik a szimulációs feladatok gyorsabb elvégzésére. A vizsgálatokhoz szükséges adatbázisok rendelkezésre állnak már lezárt, valamint futó kutatási projektekből.
e) Várható tudományos eredmények
1. Napelemes áramtermelés, valamint az épületek villamosenergia-fogyasztásának komplex összehasonlító értékelése.
2. Különböző épülettípusokra villamosenergia-fogyasztási profilok kidolgozása, napelemes rendszerek termelésének modellezése. A kapott eredmények összevetése mérési adatokkal.
3. E-töltőállomások profiljának kidolgozása figyelemebe véve a felhasználói szokásokat.
4. Hazai villamosenergia felhasználói profilok készítése épületszimulációs szoftverekhez különböző épülettípusokra, mellyel lehetőség nyílik a későbbiekben pontosabb modellezésekre, előrejelzések készítésére.
f) Irodalom
[1] Csoknyai T, Legardeur J, Abi Akle A, Horváth M. Analysis of energy consumption profiles in residential buildings and impact assessment of a serious game on occupants’ behavior. Energy and Buildings 2019;196:1–20.
[2] Simaku G, Miraj R, Csoknyai T, Horváth M, Szalay Z, Novikova A. The typology of the public building stock in Albania and the modelling of its low-carbon transformation The typology of the public building stock in Albania and the modelling of its low-carbon transformation. Szentendre: Regional Environmental Center for Central and Eastern Europe; 2016.
[3] Horváth M. Adott felületre érkező globálsugárzás számítása, rendszerszintű hasznosítása épületekben. Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, 2016.
[4] Horváth M, Kassai-Szoó D, Csoknyai T. Solar energy potential of roofs on urban level based on building typology. Energy and Buildings 2016;111:278–89. doi:10.1016/j.enbuild.2015.11.031.
Login
