E-Mobilität für Mehrwert im Gebäude

Elektrofahrzeuge sollen in der Gebäudeinfrastruktur integriert werden. Hierzu definiert das neue Merkblatt SIA 2060 «Infrastruktur für Elektrofahrzeuge in Gebäuden» verkabelte Parkplätze. Zudem werden im «GEE Live Lab» der HSLU dazu Untersuchungen angestellt.

Text: Hochschule Luzern

Unaufhaltsam rollen immer mehr E-Mobile ins Land. Sei es aus ökologischen Gründen oder aber auch aus finanziellen Gründen

für die Autohersteller. Die Fahrzeugflotte im elektrischen Bereich wird immer grösser, da auch diese das Portfolio ergänzen und helfen, die CO2-Grenze auf die gesetzliche Limite von 95 Gramm CO2 pro Kilometer zu reduzieren. Halten sie sich nicht

daran, drohen saftige Bussen in Milliardenhöhe. Einige grosse Automobilhersteller sind da aber noch nicht so weit und nehmen diese Bussen in Kauf. Zurzeit sind

etwa 145 000 Elektrofahrzeuge in der Schweiz registriert. Die Zahl soll bis in zehn Jahren auf eine Million ansteigen. Schätzungen gehen von einem Anteil an E-Mobilen von 50 Prozent bis im Jahr 2035 aus.

Das Institut Gebäudetechnik der Hochschule ist interessiert, dass die Elektromobilität im und um das Gebäude eingebunden wird. Die Voraussetzungen dazu bietet das neue Merkblatt SIA 2060, das Richtangaben zum Umfang der Ausrüstung macht und aufzeigt, welche Aspekte in der Planung berücksichtigt werden müssen.

Zusammenspiel mit einem Energiemanagementsystem Zum Parkplatz gehört natürlich auch die elektrische Anbindung, die vorsieht, dass bei mehr als zwei Elektromobilen eine

intelligente Ladestation aufgestellt werden soll. Ideal ist es, wenn diese mit dem aktuellen oder neu einzubauenden Gerät, einem sogenannten Energiemanagementsystem (EMS), zusammenspielt. Heutige intelligente EMS können zum Beispiel den Eigenverbrauch des produzierten Solarstroms merklich steigern, was auch finan-

 «GEE Live Lab» an der HSLU mit PV-Eigenstromerzeugung (Fassaden/Dach) und integrierter E-Mobilität (Fiat 500 1.3 JTD 16V).

 Studierende in GEE (Gebäude-Elektroengineering) analysieren und bewerten verschiedene Energiemanagementsysteme im «GEE Live Lab» . zielle Vorteile bietet. Gerade in Mehrfamilienhäusern und Bürobauten gilt es, diesen Mehrwert zu generieren. Es hat dazu auch Sinn, die Parkplätze bei einer grösseren Anzahl in verschiedene Kategorien einzuteilen (Kurz- bis Dauerparkierer).

Livemessungen Zu dieser Einbindung und Regelung wurde an der Hochschule Luzern im Institut für

Gebäudetechnik und Energie eine Forschungsinfrastruktur im «GEE Live Lab» realitätskonform ausgestattet. Hier werden Livemessungen gemacht, die das Zusammenspiel der Eigenstromerzeugung, der Energiebereitstellung und -speicherung und des «normalen» Alltagverbrauchs abbildet und nachvollziehbar analysiert sowie optimiert. Alle üblichen Verbraucher (Wärmepumpe, Licht, Lüftung oder Küchengeräte) und Erzeuger (PV auf Dach und an der Fassade) werden über die eingebauten EMS gesteuert und das Elektroauto (Fiat 500 1.3 JTD 16V) wird dazu integriert und zur richtigen Zeit mit der richtigen Leistung geladen. Nicht nur die Leistung ist ausschlaggebend, sondern vor allem auch das Zeitintervall. Dieses Zusammenspiel ist ein stetiges Anpassen, damit eine ausgewogene Leistungskurve erhalten werden kann und keine teuren Leistungspeaks generiert werden müssen. Die vorhandenen PV-Anlagen sind dazu ebenfalls richtig einzusetzen. Zurzeit ist die Anzahl der Elektromobile überschaubar, aber auch wenige Fahrzeuge

können bei vollem Leistungsbezug unnötige Überlastungen in der Zuleitung verursachen und müssen überwacht und kontrolliert werden. Das «GEE Live Lab» ist mit verschiedenen parallel betriebenen EMS ausgestattet um diese in ihrer Leistungsfähigkeit einander gegenüberzustellen und Aussagen über deren Anwendungszweck zu generieren. Eine intelligente Ladestation mit angeschlossenem Elektroauto dient seit 2019

zusätzlich der Forschung und den Laborübungen und Arbeiten der Studierenden, um das Zusammenspiel zum EMS gesamtheitlich aufzuzeigen. Das «GEE Live Lab» ist stetig am Aktualisieren der Technik. Zudem werden anhand von Versuchen und Messungen für Bachelor- und Masterarbeiten oder auch für externe Projektpartner aus der Industrie mögliche Potenziale mit den involvierten Firmen ausgelotet.

Photovoltaikanlage Das «GEE Live Lab» hat eine PV-Anlage auf dem Dach, was heute eigentlich selbstverständlich sein sollte, da es ökologisch wie auch ökonomisch sinnvoll ist. Spezielle bifaziale Module wie auch Hybridmodule werden weitere Erkenntnisse über die Alltagstauglichkeit aufzeigen. Nebst der Ost-West-Anlage auf dem Dach ist das Gebäude auch mit Fassadenmodulen ausgestattet. Die Fassadenmodule wurden mit spezieller Beschichtung farbig und mit Text bedruckt und rund ums Gebäude in jeder Himmelsrichtung angebracht. Jedes einzelne Modul wird gemessen und verglichen, um Aussagen über Wirkungsgrad und Leistung geben zu können. Die Wärmepumpe ist leistungsgesteuert, was eine bessere Ausnützung im Zusammenspiel mit dem EMS generieren kann und was nebenbei auch eine längere Lebensdauer verspricht.

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Studiengang Gebäudetechnik – Gebäude-Elektroengineering (GEE)

Das Institut für Gebäudetechnik und Energie (IGE) an der HSLU bildet im Studiengang Gebäudetechnik mit der Studienrichtung Gebäude-Elektroengineering (GEE) diese Kompetenzen aus, die für eine zukunftsfähige Elektroplanung und -installation in Gebäuden gebraucht werden. Es ist das zeitgemässe Studium für Elektrofachpersonen, die weiterhin in der Baubranche tätig sein wollen. Bau- und planungsorientierte Fächer stehen im Zentrum. Anhand von Praxisfällen wird ein hoher Wissensstand erarbeitet. Zusammen mit den zahlreich vorhandenen Praxismodulen vermittelt das Studium das Know-how, um in der Praxis Gebäude effizienter und optimaler nutzbar zu machen – beispielsweise als Ingenieur für Elektroplanung oder als Ingenieurin mit Spezialisierung in Beleuchtung, Sicherheit oder Gebäudeautomation. Neben der Ausrichtung für den Elektrobereich umfasst das Portfolio auch die Ausbildung für HLKS-Ingenieure. Viele Module sind gemeinsam aufgestellt, damit auch sichergestellt ist, dass das Zusammenspiel in der Planung zwischen den Gewerken optimal gewährleistet ist. Neue interessierte Studierende sind herzlich willkommen. Fragen, Anregungen, Besuche aber auch konkrete Anliegen der Industriepartner nimmt Roger Buser, Dozent und Verantwortlicher des «GEE Live Lab» gerne entgegen. www.hslu.ch