ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Zadanie badawcze nr 3: Zwiększenie wykorzystania energii z odnawialnych źródeł (OZE) w budownictwie Opracowanie modelu użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniającego zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów GLIWICE, grudzień 2011 rok 1 1

Cel prac nad modelem uzytkownika ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Cel prac nad modelem uzytkownika OKREŚLENIE ZMIENNOSCI POTRZEB ENERGETYCZNYCH UZYTKOWNIKA W KONTEKSCIE MOZLIWOSCI ICH ZASPOKOJENIA OZE WSPARCIE ANALIZ, JAKIE PROWADZĄ WŁAŚCICIELE I INWESTORZY OBIEKTÓW MIESZKANIOWYCH W MOMENCIE PODEJMOWANIA DECYZJI O ZMIANIE LUB O WYBORZE ŹRÓDŁA ENERGII. WSKAZANIE MOZLIWYCH KORZYŚCI WYNIKAJĄCYCH Z ZASTOSOWANIA OZE. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 2 2

Założenia ogólne modelu ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Założenia ogólne modelu Model ma być użyteczny na wstępnym etapie przygotowania przedsięwzięcia, to jest na etapie podejmowania decyzji o sposobie rozwiązania systemu zaopatrzenia budynku w energię. Rozwiązanie zaopatrzenia budynku w energię obejmuje ogół instalacji służących pokryciu potrzeb energetycznych systemu budowlanego (bryły obiektu). Model użytkownika powinien uwzględniać ocenę sposobu zaopatrzenia w energię wg kryteriów ekonomicznych, technicznych, ekologicznych i socjologicznych W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 3 3

Założenia ogólne modelu ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Założenia ogólne modelu System energetyczno-budowlany (bryła + instalacje obiektu) rozpatrywać należy z uwzględnieniem preferencji inwestora lub eksploatatora. W modelu należy uwzględnić profile użytkowania ciepła i energii elektrycznej w aspekcie zróżnicowanego ich rozkładu w czasie oraz rocznego sumarycznego zużycia. Dla modelu użytkownika należy opracować bazy danych o lokalnych możliwościach wykorzystania OZE, dostępnych rozwiązaniach - parametry techniczne ekonomiczne oraz zapewnić możliwość aktualizacji tych baz. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 4 4

Model użytkownika energii ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Model użytkownika energii Model rzeczowy: Zapotrzebowanie energii dla ogrzewania, chłodzenia i wentylacji. Zapotrzebowanie energii dla przygotowania ciepłej wody. Zapotrzebowanie energii elektrycznej. Rozwiązania zaopatrzenia użytkownika w energię. Model preferencji: Ocena rezultatów decyzji w zróżnicowanych stanach otoczenia. Analiza wielokryterialna z wykorzystaniem różnych funkcji korzyści. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 5 5

Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Założenia do określenia modelu na zapotrzebowanie energii do ogrzewania, chłodzenia i wentylacji Model użytkownika zależy m.in. od „rodzaju” użytkownika. Użytkownik ten ma możliwość wyboru (nastawy) temperatury we wnętrzu pomieszczeń. Zmienność wartości temperatury we wnętrzu budynku można określić krzywą komfortu cieplnego. Krzywa ta jest uzależniona od funkcji i potrzeb użytkownika i ustalana jest dla każdego pomieszczenia oddzielnie.

Przykładowe krzywe komfortu cieplnego dla: osób pracujących, osób niepracujących, osób posiadających dzieci, osób posiadających niesprecyzowany tryb życia z możliwością nastawienia temperatury pomieszczeń o różnej temperaturze projektowej

Dane wejściowe: -zapotrzebowanie na ciepło grzewcze wynikające ze struktury budynku dla każdej godziny roku – etap 9 dane pomiarowe o zużyciu energii w poprzednich sezonach grzewczych – jeżeli istnieją zapotrzebowanie na ciepło grzewcze uzyskane z analizy wskaźników EKco miejscowość – temperatura zewnętrzna z bazy meteorologicznej powierzchnia całkowita i powierzchnia ogrzewana analizowanego budynku kubatura części ogrzewanej powierzchnia pomieszczeń o różnych temperaturach projektowych kubatura pomieszczeń o różnych temperaturach projektowych zadane temperatury dla dni świątecznych i roboczych dla wszystkich rodzajów pomieszczeń o różnej temperaturze pokojowej godziny trwania wybranych temperatur opisanych w poprzednim pkt. temperaturę graniczną poniżej, której włączane będzie źródło ciepła, do obliczeń przykładowych założono qg=12oC

Procedura obliczeniowa zapotrzebowania na ciepło grzewcze uwzględniająca preferencje użytkownika obliczenia udziałów objętościowych, liczonych jako stosunek kubatury ogrzewanej o jednakowej temperaturze projektowej do całkowitej kubatury ogrzewanej, obliczenia stopniogodzin dla każdej z powierzchni, uwzględniając preferencje użytkownika dla standardowego sezonu grzewczego trwającego od 15 września do 15 maja, obliczenia stopniogodzin dla każdej z powierzchni, uwzględniając preferencje użytkownika dla sezonu grzewczego liczonego dla dni o temperaturze mniejszej od qg=12oC (wartość temperatury qg należy zadać w danych wejściowych), obliczenia stopniogodzin dla danej godziny roku dla całego budynku, jako suma ważona stopniogodzin dla wszystkich składowych objętości budynku liczona po udziałach, obliczenia stopniogodzin dla całego budynku w roku, liczona jako suma wszystkich stopniogodzin dla każdej godziny roku. obliczenia godzinowego zapotrzebowania na ciepło grzewcze dla wszystkich kubatur ogrzewanych składających się na cała kubaturę ogrzewaną budynku, obliczenia zapotrzebowania na ciepło grzewcze dla całej kubatury ogrzewanej.

Dane wyjściowe

Godzinowe zapotrzebowanie na ciepło grzewcze, MJ Całkowite natężenie promieniowania słonecznego na pow. S_45, kJ Temperatura zewnętrzna, oC

Godzinowe zapotrzebowanie na energię do wytworzenia CWU, MJ Całkowite natężenie promieniowania słonecznego na pow. S_45, MJ

Stopniogodziny dla chłodu, oC·h Temperatura zewnętrzna, oC

Wybór krzywej komfortu termicznego Dane wejściowe Wybór krzywej komfortu termicznego (temperatur w pomieszczeniach i czasu ich trwania, czasu dochodzenia do zadanej temperatury po jej wcześniejszym obniżeniu) Czy liczyć dla sezonu standardowego? Obliczenie Stopniogodzin Sg dla każdej godziny roku sezonu standardowego Wybór temperatury granicznej z zakresu qg 5-18oC Baza danych meteo Obliczenie Stopniogodzin Sg dla każdej godziny sezonu grzewczego liczonego dla qg> qair Obliczenie godzinowego zapotrzebowania na ciepło grzewcze z uwzględnieniem modelu użytkownika Wyznaczenie różnicy w zapotrzebowaniu na ciepło grzewcze liczone dla temperatur standardowych i modelu użytkownika Dane wyjściowe End

Zapotrzebowanie energii dla ogrzewania, ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Zapotrzebowanie energii dla ogrzewania, chłodzenia i wentylacji – obliczenia wskaźnikowe Analiza wskaźników EkCO obejmowała następujący podział: według daty oddania do eksploatacji, według kubatury kWh/(m3rok) lub powierzchni kWh/(m2rok), dla budynku przed i po termomodernizacji, wskaźniki przeliczano dla III strefy klimatycznej, uwzględniono sprawność systemu grzewczego. Skomentować wykres. Dopisać zdanie jak można z tych wskaźników skorzystać w szacowaniu QH,nd dla budynku lub grupy budynków – dr. P. Mocek Opierała się na 2170 rekordach z rożnych stref klimatycznych. 19 19 19

Zapotrzebowanie energii dla ogrzewania, ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Zapotrzebowanie energii dla ogrzewania, chłodzenia i wentylacji – obliczenia wskaźnikowe Skomentować wykres. Dopisać zdanie jak można z tych wskaźników skorzystać w szacowaniu QH,nd dla budynku lub grupy budynków – dr. P. Mocek Przykład dopasowania – budynki bez termomodernizacji 20 20 20

Zapotrzebowanie energii dla ogrzewania, ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Zapotrzebowanie energii dla ogrzewania, chłodzenia i wentylacji – obliczenia wskaźnikowe Skomentować wykres. Dopisać zdanie jak można z tych wskaźników skorzystać w szacowaniu QH,nd dla budynku lub grupy budynków – dr. P. Mocek Dopasowanie dla budynków o powierzchni < 500 m2 21 21 21

Zapotrzebowanie energii dla ogrzewania, ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Zapotrzebowanie energii dla ogrzewania, chłodzenia i wentylacji – obliczenia wskaźnikowe Skomentować wykres. Dopisać zdanie jak można z tych wskaźników skorzystać w szacowaniu QH,nd dla budynku lub grupy budynków – dr. P. Mocek Porównanie uzyskanych wskaźników z danymi literaturowymi 22 22 22

Zapotrzebowanie energii dla przygotowania ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Zadanie badawcze nr 3: Zwiększenie wykorzystania energii z odnawialnych źródeł (OZE) w budownictwie Zapotrzebowanie energii dla przygotowania ciepłej wody – analizy wstępne Charakterystyki uzyskane z odczytu zdalnego w systemie AIUT budynków wielorodzinnych (96,128,236,278 mieszkańców) wykazały niską efektywność wykorzystania jego możliwości. Skomentować wykres. Dopisać zdanie jak można z tych wskaźników skorzystać w szacowaniu QH,nd dla budynku lub grupy budynków – dr. P. Mocek 23 23 23

Zapotrzebowanie energii dla przygotowania ciepłej wody - założenia ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Zapotrzebowanie energii dla przygotowania ciepłej wody - założenia - możliwość określenia ilości zużywanej w skali roku ciepłej wody, - uwzględnia się sprawność wykorzystania i zużycie ciepłej wody, - skorzystano z danych pomiarowych publikowanych, dla typowego odbiorcy indywidualnego, - model rozróżnia typowe rozkłady dla dni roboczych w każdym miesiącu, wolnych, - w modelu rozróżnia się doby świąteczne i robocze, - obciążenia odbiorców są uśredniane w przedziałach godzinowych. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 24 24 24

Zapotrzebowanie energii dla przygotowania ciepłej wody - procedura ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Zapotrzebowanie energii dla przygotowania ciepłej wody - procedura Dane wejściowe: - liczba odbiorców, - dobowe zużycie ciepłej wody, - procentowe ograniczenie na wskutek racjonalizacji zużycia Procedura obliczeniowa: - dopasowanie modelowych krzywych rozkładu, - dla przebiegu dobowego zastosowano korelację W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 25 25

Zapotrzebowanie energii dla przygotowania ciepłej wody – procedura -cd ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Zapotrzebowanie energii dla przygotowania ciepłej wody – procedura -cd Procedura obliczeniowa -cd: - sporządzone zostały rozkłady poboru godzinowego dla dnia roboczego i dni wolnych, - dla budynków wielorodzinnych i grup budynków wykorzystano współczynnik jednoczesności poboru, - procedura uwzględnia budynki projektowane i istniejące o znanym zapotrzebowaniu. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 26 26 26

Zapotrzebowanie energii dla przygotowania ciepłej wody – procedura -cd ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Zapotrzebowanie energii dla przygotowania ciepłej wody – procedura -cd Dane wyjściowe: godzinowe zapotrzebowanie ciepła użytkowego dla przygotowania ciepłej wody użytkowej. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 27 27 27

ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Schemat blokowy - obliczanie godzinowego zapotrzebowania CWU Dane wejściowe T_cw, T_zw, c_w, r Typ budynku Oblicz zapotrzebowanie dobowe mieszkania jednorodzinny wielorodzinny Dane V_cwUd, V_cwmp, Budynek istnieje? nie tak Podaj dane: N, L(N) Podaj U(N), N Określenie U(N) Zapotrzebowanie dla j-tego mieszkania Oblicz parametry krzywej zapotrzebowania godzinowego j=N Oblicz krzywą budynku Podaj dane: L Określenie U Podaj U Oblicz V_cwmd Oblicz Q, Q_h, V_cwhi stop W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów Oblicz krzywą budynku 28 Referuje: P. Mocek 28 28

Zapotrzebowanie na energię elektryczną użytkownika - założenia ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Zapotrzebowanie na energię elektryczną użytkownika - założenia Model symulacyjny został opracowany w oparciu o analizy statystyczne danych pomiarowych uzyskanych z przedsiębiorstwa energetycznego. Odbiorców podzielono na klasy związane ze zużywaną rocznie energią elektryczną, wynikające z analizy funkcjonalnej. W modelu rozróżnia się doby świąteczne i robocze. Uwzględnia się zróżnicowanie sezonowe w podziale na poszczególne miesiące. Podstawowym parametrem charakteryzującym odbiorcę przypisanego do danej klasy jest zużywana energia roczna. Obciążenia odbiorców są uśredniane w przedziałach 1-godzinnych. Model uwzględnia klasę odbiorcy energii jakim jest samochód elektryczny. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 29 29

Zapotrzebowanie na energię elektryczną użytkownika - procedura ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Zapotrzebowanie na energię elektryczną użytkownika - procedura Dane wejściowe: ilość odbiorców, klasy odbiorców , roczne zużycie energii przez odbiorców. Procedura obliczeniowa: matematyczną postacią modelu jest proces losowy, w którym poszczególne zmienne losowe będące obciążeniem odbiorcy w danej godzinie w ciągu roku posiadają rozkład logarytmiczno-normalny o określonej wartości oczekiwanej i współczynniku zmienności, w procesie występuje również określona funkcja autokorelacji, Dane wyjściowe: godzinowe obciążenie pojedynczego odbiorcy generowane losowo, obciążenie większej liczby odbiorców (np. obciążenie wielorodzinnego budynku lub grupy budynków) symulowane jest dla każdego odbiorcy (mieszkania), a następnie sumowane dla każdej godziny w ciągu roku. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 30 30

Zapotrzebowanie na energię elektryczną użytkownika – wyniki symulacji ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Zapotrzebowanie na energię elektryczną użytkownika – wyniki symulacji Budynek jednorodzinny Af=177,8 m2, "Przygoda" W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów Budynek jednorodzinny Af=177,8 m2, "Przygoda" z samochodem elektrycznym 31 31

Zapotrzebowanie na energię elektryczną użytkownika – wyniki symulacji ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Zapotrzebowanie na energię elektryczną użytkownika – wyniki symulacji Grupa 16 budynków jednorodzinnych Af=177,8 m2, "Przygoda" W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów Grupa 16 budynków jednorodzinnych Af=177,8 m2, "Przygoda" z samochodem elektrycznym w 8 budynkach 32 32

Rozwiązanie zaopatrzenia użytkownika ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Rozwiązanie zaopatrzenia użytkownika w energię - założenia Ocena rozwiązani dla obiektu będzie każdorazowo wynikiem porównania efektów decyzji. Uproszczony dobór rozwiązania zaopatrzenia prowadzony jest dla zapotrzebowania energii określonego na poziomie źródłowym. Użytkownik przyjmuje jeden z zaproponowanych typowych schematów instalacji zasilającej. Do spopularyzowania przyjęto rozwiązania OZE z wykorzystaniem: kotłów i kominków na biomasę, kolektorów słonecznych, pomp ciepła, mikrowiatraków oraz ogniw fotowoltaicznych, z których możliwości produkcji energii w układzie godzinowym stanowią przedmiot analiz w Etapie 17 zadania badawczego. Wynikiem analiz części rzeczowej modelu są rezultaty decyzji użytkownika w postaci zużycia energii oraz kosztów poszczególnych systemów i podsystemów zasilających obiekt. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 33 33 33

Rozwiązanie zaopatrzenia użytkownika w energię – przykładowy schemat ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Rozwiązanie zaopatrzenia użytkownika w energię – przykładowy schemat Dobór rozwiązania realizować będzie użytkownik w oparciu o bazy danych urządzeń i uproszczone metody ich doboru wg przyjętego przez użytkownika schematu instalacji W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów Oznaczenia: PC – pompa ciepła, ZB – zbiornik buforowy, WC – wymiennik ciepła, OF – ogniwo fotowoltaiczne, W – wiatrak, G – grzałka elektryczna, z.w. – dopływ zimnej wody, c.w.u. – odbiór ciepłej wody. 34 34

Model rzeczowy i preferencji ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Model rzeczowy i preferencji Model rzeczowy to model wiedzy o danej sytuacji decyzyjnej, jest to odwzorowanie decyzji w rezultaty (model energetyczny obiektu). Model preferencji to model celów, wykorzystuje oceny (funkcje) i wagi tych ocen dla całkowitej oceny poszczególnych opcji decyzji. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 35 35

ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Funkcje korzyści Oznaczenie Opis Funkcje techniczne (T) EK Roczne jednostkowe zapotrzebowania na energię końcową w obiekcie wg Rozporządzenia EP Roczne jednostkowe zapotrzebowania na energię pierwotną w obiekcie wg Rozporządzenia EPELE Roczne jednostkowe zapotrzebowania na energię elektryczną dla urządzeń i oświetlenia w obiekcie, przeliczone na energię pierwotną Funkcje ekonomiczne (E) CI Całkowity koszt inwestycyjny realizacji rozwiązania zaopatrzenia w energię CE Całkowity koszt eksploatacji rozwiązania zaopatrzenia w energię w okresie analiz LCC Suma kosztów inwestycyjnych i eksploatacyjnych w cyklu życia NPV Wartość zaktualizowana netto Funkcje środowiskowe (S) mCO2 Roczna emisja bezpośrednia CO2 dla wszystkich systemów obiektu Er Emisja równoważna (CO, NOx,CO2,pył) przeliczona na SO2 dla wszystkich systemów obiektu Kryteria inne niemierzalne (I) Oddz. Oddziaływanie na otoczenie rozwiązania (3 podkryteria) Wyg. Wygoda użytkowania rozwiązania (7 podkryteriów) Bezp. Bezpieczeństwo realizacji i użytkowania rozwiązania (3 podkryteria) W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 36 36

Analiza wielokryterialna w modelu preferencji ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Analiza wielokryterialna w modelu preferencji - założenia ogólne Podejmowanie decyzji ma charakter hierarchiczny. Kryteria w analizie traktowane są jako równorzędne. Kryteria niemierzalne zostają poddane ocenie indywidualnie z wykorzystaniem porównania rozwiązań parami. Poszczególnym kryteriom przyporządkowano ich wagi z wykorzystaniem ich porównania parami. Ranking rozwiązań rozpatrywany może być jako ranking wg indywidualnego kryterium wybranego przez decydenta lub jako ocena zbiorcza z wykorzystaniem zaproponowanej wielokryterialnej optymalizacji decyzyjnej. W wielokryterialnej optymalizacji decyzji wykorzystane zostały zasady metod PROMENTREE i AHP. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 37 37

Analiza wielokryterialna - procedura ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Analiza wielokryterialna - procedura Wybór przez decydenta kryteriów mierzalnych i niemierzalnych. Wyznaczenie ocen rozwiązań dla kryteriów przy uwzględnieniu scenariusza bazowego stanów otoczenia zewnętrznego. Wyznaczenie wartości funkcji preferencji dla wszystkich par ocen. Normalizacja wartości funkcji preferencji. Wyznaczenie wag (ocen) poszczególnych kryteriów na drodze porównania. Sprawdzenie spójności ocen. Wyznaczenie wielokryteriowych indeksów preferencji. Wyznaczenie przepływów dominacji (wyjścia (Φ+), wejścia (Φ-) i netto(Φ)) dla każdego z rozwiązań. Ustalenie rankingu rozwiązań na podstawie przepływów dominacji netto. Badanie wrażliwości uzyskanych rankingów na zmianę scenariuszy stanu otoczenia zewnętrznego oraz parametrów modelu rzeczowego użytkownika. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 38 38

Analiza wielokryterialna – przykład obliczeń ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Analiza wielokryterialna – przykład obliczeń Analizy preferencji użytkownika względem rozwiązań zaopatrzenia w energię wykonano w oparciu o wyniki analiz techniczno- ekonomicznych jak w Etapie 5 zadania badawczego. Rysunek obok prezentuje przyjętą do analiz strukturę hierarchiczną procesu decyzyjnego. Do analiz wybrano kryteria oceny (funkcje): EP; EPELE; CI; CE; Wyg. i Bezp. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 39 39

Analiza wielokryterialna – przykład obliczeń ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Analiza wielokryterialna – przykład obliczeń Tabele poniżej prezentują wyniki ocen rezultatów decyzji odnośnie wyboru rozwiązania zaopatrzenia w energię budynku jednorodzinnego „Pogoda” poddanego opcjonalnej termomodernizacji (M1, M2, M3). W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 40 40

Analiza wielokryterialna – przykład obliczeń ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Analiza wielokryterialna – przykład obliczeń W analizie przyjęto przykładowe charakterystyki preferencji użytkowników w kategorii „właściciel” i „developer”. Założenia odnośnie preferencji użytkownika dla analizy zostały przyjęte hipotetycznie, toteż wyników analizy nie można przyjąć jako charakterystycznych dla całej kategorii użytkowników. Preferencje poszczególnych kryteriów – użytkownik „właściciel” Preferencje poszczególnych kryteriów – użytkownik „deweloper” W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 41 41

Analiza wielokryterialna – przykład obliczeń ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Analiza wielokryterialna – przykład obliczeń Scenariusz bazowy uwzględnia najbardziej prawdopodobne zmiany w czasie kosztów nośników energii w kolejnych latach analizy. W analizie wzięto pod uwagę użytkowników: M1, M2, M3 o różnym stanie termomodernizacji obiektu – zmiana modelu rzeczowego. Tabele pokazują wartości przepływów dominacji dla użytkowników jw. przy charakterystyce preferencji „właściciel”. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 42 42

Analiza wielokryterialna – przykład obliczeń ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Analiza wielokryterialna – przykład obliczeń Dla scenariusza bazowego jw. i użytkownika: M1, M2, M3 o różnym stanie termomodernizacji obiektu – zmiana modelu rzeczowego. Tabele prezentują wartości przepływów dominacji przy charakterystyce preferencji „deweloper”. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 43 43

Analiza wielokryterialna – przykład obliczeń ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Analiza wielokryterialna – przykład obliczeń Poniżej wyniki analizy dla scenariusza I zakładającego wzrost cen energii elektrycznej o 100% oraz scenariusza II zakładającego wzrost cen jw. i gazu ziemnego o 50% do roku 2020. Użytkownik „właściciel”. Scenariusz III przewiduje dotację 50% dla OZE, pozostałe założenia wg scenariusza bazowego. Użytkownik „właściciel”. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 44 44

Model użytkownika – wnioski ANALIZA CZYNNIKÓW DETERMINUJĄCYCH ROZWIĄZANIA Model użytkownika energii (budynku lub grupy budynków mieszkalnych), uwzględniający zróżnicowane parametry techniczne, funkcjonalne i ekonomiczne w aspekcie możliwości substytucji konwencjonalnych źródeł energii na OZE Model użytkownika – wnioski Opracowany model użytkownika daje możliwość: Zasymulowania, z wykorzystaniem modelu rzeczowego generującego charakterystyki godzinowe zapotrzebowania, zmian warunków eksploatacji (okresowe obniżenie nastawy temperatury, ograniczenie zużycia ciepłej wody i energii elektrycznej) , które zmieniając parametry modelu rzeczowego mogą uatrakcyjnić rozwiązanie zaopatrzenia w energię, w tym z OZE Uwzględnienia w symulacjach i analizach realizowanych z jego wykorzystaniem różnych kryteriów oceny rozwiązania z grupy zaproponowanych w niniejszym algorytmie lub uzupełnienie ich o wskazane przez potencjalnego użytkownika. Uwzględnienia w symulacjach i analizach realizowanych z jego wykorzystaniem różnych preferencji użytkownika względem poszczególnych kryteriów oceny rozwiązania zaopatrzenia w energię obiektu poprzez ich porównanie parami i określenie wag (np. użytkownik: „właściciel”; „deweloper”). Zasymulowania zmian czynników wewnętrznych i zewnętrznych wpływających na model rzeczowy oraz stanów otoczenia wpływających na model preferencji przy nie zmienionych ocenach wykonanych poprzez użytkownika,. Takie symulacje obrazują na ile warunki zewnętrzne (relacje kosztów energii i jej nośników, warunki finansowania rozwiązań) mogą zmienić wynik oceny przy niezmienionych, wyrażonych w wykonanych wcześniej ocenach, preferencjach użytkownika. W PROCESIE PLANOWANIA ENERGETYCZNEGO uczestniczą: odbiorcy i ich przedstawiciele, przedsiębiorstwa energetyczne. Na ich styku mamy do czynienia z przeciwstawnością interesów 45 45