Lämmönkulutuksen ennustava optimointi käyttäen rakennusten lämmönvarauskapasiteettia

Tiukentuvat energiatehokkuusvaatimukset sekä kasvava uusiutuvan energian osuus asettavat energiajärjestelmille uusia haasteita. Niiltä vaaditaan varastointikykyä sekä joustavuutta energian saatavuuden varmistamiseksi kaikkina aikoina.
Yksi jouston mahdollistaja energiajärjestelmissä ovat rakennukset, joiden rakenteiden lämmönvarauskapasiteetti mahdollistaa niiden hyödyntämisen lyhytaikaisina lämpövarastoina. Tämän joustopotentiaalin tehokas hyödyntäminen vaatii kuitenkin rakennusten lämpökäyttäytymisen ennustamista. Rakennuskohtaisten ennustemallien kehittäminen on kuitenkin yleensä aikaa vievää, mikä vaikeuttaa erityyppisten rakennusten lämmönvarauskapasiteettien hyödyntämistä laajassa mittakaavassa.
Väitöstyössä kehitettiin uusia matemaattisia mallinnusmenetelmiä rakennusten sisälämpötilan ja lämmönkulutuksen muutosten ennustamiseen sekä sovellettiin näitä malleja lämmönkulutuksen ennustavaan optimointiin hyödyntäen näin rakennusten lämmönvarauskapasiteettia. Tutkimustulokset osoittivat, että kehitetyt mallinnusmenetelmät soveltuvat lämmönkulutuksen ennustavaan optimointiin. Yleistettävyys ja helppo siirrettävyys mahdollistavat ennustemallien käytön rakennuskohtaisessa ja kaupunkitason ennustavassa optimoinnissa.
Lisäksi osoitettiin, että hyödyntämällä rakennusten energian käytön joustopotentiaali mallipohjaisilla ratkaisuilla pystytään merkittävästi vaikuttamaan lämmönkulutuksen ajoitukseen sekä pienentämään kulutushuippuja. Väitöstyön tuloksia voidaan jatkossa hyödyntää kaupunkitason kysyntäjouston kehityksessä ja energiatehokkuuden lisäämisessä energiajärjestelmissä.