EPC based Digital Building Twins for Smart Energy Systems

The project has developed methods for obtaining and using data from energy certificates (EPC). Optimization modeling has been done using MPC (multiple prediction modelling) in various buildings, these optimizations have looked at how heating and electricity consumption can lead to greenhouse gas savings. There is different infrastructure related to the four case areas which deal with: (1) an office building in Seville, (2) a university building in Salzburg and (3) a residential building in Vienna and (4) an apartment complex in Berlin. In the cases (Seville and Vienna), the aim was to optimize in relation to use electricity from the electricity grid when it is produced by renewable energy, and to use local production and storage of renewable energy when the grid produces fossil energy. In Salzburg and Vienna the aim was to optimize heating through better interaction between local heating based on renewable solutions and the district heating systems. In all cases, smart control has been added to account for optimalisation which considers weather conditions and outside temperatures. A key barrier to further implementation of the solution is that access to EPC data and EPC data quality varies between countries and regions. The greatest effect from greenhouse gas emissions comes in cases where users do not increase their comfort level, and that the solutions replace the use of fossil sources. The least effect comes in cases where district heating and electricity grids already are renewable, and where users increase their comfort level. Large-scale development of local solutions for heat and electricity production, in which MPC play an important rule, can under the right conditions contribute to a faster implementation of renewable energy both for heating and electricity, and also help to reduce the need for building of new district heating and energy infrastructure.

Innsikt fra prosjektet har potensiell store virkninger som kan bidra til bedre planlegging av energiframtida i Europa, spesielt gjelder det å få til bedre samspill mellom desentraliserte løsninger for varme- og energiproduksjon, og kobling til eksisterende og framtidig fjern varme lsninger og elektrisitetsnettet. Det er gjort optimaliserings modellering ved bruk av MPC (multiple prediction modellering) i ulike bygninger, disse optimaliseringene har sett på hvordan oppvarming og elektrisitetsforbruk kan få til klimagassbesparelser. Størst effekt fra klimagassutslippene kommer i tilfeller der brukere ikke øker komfortnivå, og at løsningene erstatter bruk av fossile-kilder. Minst effekt kommer i tilfeller der fjernvarme og elektrisitetsnett allerede er fornybare, og der brukere øker komfortnivå. Stor skala utbygging av lokale løsninger for varme og elektrisitetsproduksjon kan under rette forutsetninger bidra til en raskere implementering av fornybarenergi både til oppvarming og elektrisitet, og å redusere behovet for utbygging av sentrale løsninger for fjernvarme og energiproduksjon. Innsikt fra prosjektet kan brukes av myndigheter, energiselskap og komme til anvendelse for byggeiere og private husholdninger. Det ligger også et stort potensial basert på teknologien for nye forretningsmodeller der energibruken kan styres slik at klima- og miljøvirkninger blir minimale.

Data som er innhentet gjennom de obligatoriske Energy Performance Certificate (EPC) -ordningene, er en verdifull kilde for beregning av energibruk i bygninger. Dette gjelder både for modellbasert og sektoroverspennende planlegging av fremtidige smarte energisystemer. EPC4SES er et prosjekt som tilrettelegger for utnytting av EPC-data i Europa, og introduserer en ny måte for krav til konvergens som kan bidra til forbedring av kvalitet på slike data. Prosjektet vil utvikle applikasjoner i samarbeid med interessenter, ved å kombinere byggdata med energi-effektiv design. De modell-baserte prediksjonsapplikasjonene vil bli implementert som forskningsprototyper ved hjelp av ekte data fra de tre casene i Sevilla, Berlin og Salzburg / Wien, for å kvantifisere effekter ved etablering av virtuelle tvillinger for bygninger. EPC4SES benytter fagområdene energiforskning, styringsteknologi og samfunnsvitenskap, som kombineres i gjennomføringen ved hjelp av state-of-the art IT-teknologi. Dette inkluderer forskning på: - Sosioøkonomiske aspekter ved smarte energisystemer, ved hjelp av kritisk teknologivurdering og kybernetisk system-dynamikk - Alternativ systemarkitektur og dens egnethet i ulike scenarier, samt vurdering av alternativenes samfunnsmessige konsekvenser Evalueringen vil utføres ved å sammenlikne forventningene fra digital tvilling -simuleringene, med faktiske energi- sparinger som oppnås i de tre casene. En vugge-til-grav tilnærming (livsløpsvurdering) bli benyttet for å gi best kunnskap om konsekvensene av tilnærmingen til energi-effektivisering som utvikles i prosjektet. Prosjektet utføres gjennom 5 arbeidspakker: WP1 Project Management WP2 Specification System Architecture and Verification WP3 Implementation of Research Prototypes WP4 Evaluation and Exploitation WP5 Knowledge Community Konsortiet består av 9 partnere fra 4 Europeiske land (Spania, Norge, Tyskland og Østerrike).