Mini-LLEC als Test- und Demonstrationsfeld
Im Living Lab Energy Campus wird ein mögliches Energiesystem der Zukunft im Quartiersmaßstab aufgebaut. Dieses Reallabor geht damit deutlich über den gewöhnlichen Labormaßstab hinaus und soll überdies gleich mehrere Technologien mithilfe einer innovativen IKT-Plattform verknüpfen. Als Zwischenschritt soll daher das Projekt LLEC:JuPilot rund um das Schülerlabor JuLab eine Art „Mini-LLEC“ etablieren. An diesem zentralen Standort mitten auf dem Campus bündeln sich gleich mehrere LLEC-Aktivitäten und man findet (fast) alle technischen LLEC-Themen in kleinem Maßstab.
Das Mini-LLEC ermöglicht damit kleinskalige Tests zu den einzelnen Technologien und deren Zusammenspiel im realen Umfeld des Schülerlabors. In der Kombination sollen diese Anlagen außerdem eine bilanziell autarke und erneuerbare Energieversorgung des Gebäudes 4.11 ermöglichen. Ein weiterer Effekt der Bündelung der Technologien auf engem Raum und an genau diesem Standort: Das Mini-LLEC eignet sich bestens als „Dissemination Hub“ zur niederschwelligen Vermittlung der LLEC-Inhalte im Rahmen der Aktivitäten des Schülerlabors und darüber hinaus.
Mini-LLEC: Demonstratoren am Standort
Im Projekt JuPilot wird ein innovatives Energiesystem aufgebaut, das aus Energiedemonstratoren im kleinen Maßstab und einem Gebäude auf dem Campus – dem Schülerlabor „JuLab“ – besteht. Mithilfe einer Kleinwindenergie- und einer Photovoltaik-Anlage soll hier in Zukunft Energie aus erneuerbaren Quellen erzeugt und gespeichert werden. Zur Energiespeicherung wird einerseits ein Batteriespeicher genutzt, um die stündlichen und täglichen Schwankungen in der Energieerzeugung auszugleichen, und zum anderen ein saisonales Speichersystem. Dieses saisonale Speichersystem besteht aus einem Elektrolyseur, der überschüssige elektrische Energie im Sommer in Wasserstoff umwandelt, einem Gasspeicher zur Speicherung des Wasserstoffs und einer Brennstoffzelle, die den Wasserstoff im Winter rückverstromt. Zusätzlich wird die Abwärme, die beim Betrieb der Brennstoffzelle anfällt, in einem Pufferspeicher zwischengespeichert und bei Bedarf in die Fußbodenheizung des Gebäudes eingespeist. Alle Komponenten werden nach der Errichtung in eine innovative Regelungsplattform integriert und können dann innerhalb dieser überwacht und gesteuert werden.
Kenndaten
Gebäudeautomation im Schülerlabor (Geb. 04.11v)
Kennzahl | Wert |
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Inbetriebnahme der Gebäudeleittechnik | 2022 |
Anzahl Geschosse | 3 |
Netto-Raumfläche | 403 m² |
Ausrichtung | NW/SO |
Nutzung | Büroräume, Konferenzräume, Labore |
Nutzende | Mitarbeitende, Schülergruppen, Besuchergruppen |
Heizungsanlage | Radiatoren (Fernwärme), Fußbodenheizung (Fernwärme) |
Lüftung | Manuell, Abluft in Laboren |
Energiebedarf (elektrisch, 2018) | 15.317 kWh |
Energiebedarf (thermisch, 2018) | 33.152 kWh |
Energieerzeugung und -speicherung
Kleinwindenergieanlage (KWEA)
Kennzahl | Wert |
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Inbetriebnahme | 2021 |
Elektrische Peak-Leistung | 5,5 kWp,el |
Rotordurchmesser | 4,40 m |
Nabenhöhe | 24 m |
Windrichtungsnachführung | Automatisch (Windfahne) |
Photovoltaik Dach
Kennzahl | Wert |
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Inbetriebnahme | 2021 |
Elektrische Peak-Leistung | 18,2 kWp,el |
Ausrichtung | SO |
Neigung | 12° |
Modulart | Monokristallin |
Photovoltaik Pergola
Kennzahl | Wert |
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Inbetriebnahme | 2021 |
Elektrische Peak-Leistung | 9,9 kWp,el |
Ausrichtung | SW |
Neigung | 12° |
Modulart | Monokristallin, 20% transparente Fläche |
Wasserstoffspeicher
Kennzahl | Wert |
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Inbetriebnahme | tbd |
Druck Niederdruckspeicher ND (max.) | 30 bar |
Volumen Niederdruckspeicher | 1,225 m³ |
Kapazität Wasserstoff ND | 1 kg |
Druck Hochdruckspeicher HD (max.) | 210 bar |
Volumen Hochdruckspeicher | 11,025 m³ |
Kapazität Wasserstoff HD | 172 kg |
Nennleistung Kompressor | 5,5 kWel |
Elektrolyse
Kennzahl | Wert |
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Inbetriebnahme | tbd |
Technologie | Anion Exchange Membrane (AEM) |
Leistung Elektrolyse (max.) | 7,2 kWel |
H2 Produktion Elektrolyse (max.) | 1,5 Nm³/h |
Systemwirkungsgrad Elektrolyse | 62,5 % |
Brennstoffzelle
Kennzahl | Wert |
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Inbetriebnahme | tbd |
Technologie | Proton Exchange Membrane (PEM) |
H2 Aufnahme Brennstoffzelle (max.) | 7,8 Nm³/h |
Erzeugungsleistung Brennstoffzelle (max.) | 8,5 kWel |
Systemwirkungsgrad Brennstoffzelle (max.) | 51 % |
Thermischer Speicher
Kennzahl | Wert |
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Inbetriebnahme | tbd |
Abwärme Brennstoffzelle (max.) | 13 kWth |
Volumen | 1.000 l |
Nutzung/Einspeisung Abwärme | Fußbodenheizung (Gebäude) |