Normalisierung durch Heizgradtage bzw. Gradtagzahlen
Gradtage und Gradtagszahlen sind unverzichtbar für die Bewertung des Energieverbrauchs bei Wärmeprozessen und die Beurteilung von Optimierungsmaßnahmen. Das Konzept von Gradtagen sind ein wichtiges Instrument zur Normalisierung von Energiedaten im Immobiliensektor und in der Industrie.
Die Normalisierung ist ein Prozess, bei dem saisonale Witterungseinflüsse auf den Energieverbrauch korrigiert werden, um die Daten über verschiedene Beobachtungszeiträume und geografische Standorte hinweg vergleichbar zu machen, wie z.B. von der ISO 50001 gefordert.
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Was sind Heizgradtage?
Die Heizgradtage (HGT) sind das Produkt aus einem Tag und einer Differenz zwischen dem Tagesmitteltemperatur und einer Heizgrenztemperatur. Die Heizgrenztemperatur ist die Grenztemperatur, ab der ein Gebäude beheizt wird. Ist die Außentemperatur höher als die Heizgrenze, werden die Heizgradtage mit 0 bewertet (es gibt keine negativen HGT).
HGT = 1d × (Heizgrenztemperatur – Tagesmitteltemperatur)
Heizgradtage werden in der Regel für Bewertungszeiträume aufsummiert und z.B. als Monats- oder Jahreswerte dargestellt.
Die Berechnung ist in der VDI-Richtlinie VDI 4710 festgelegt. Die Richtlinie beschreibt nur den Heizfall, sodass hier anstatt von Heizgradtagen nur Gradtagen gesprochen wird.
Was sind Gradtagzahlen?
Gradtagzahlen (GTZ) sind eine deutsche Variante der Gradtagen, die die angenommen Raumtemperaturen mit in die Berechnung aufnimmt. GTZ werden auch nur an Tagen bestimmt, an denen die Tagesmitteltemperatur niedriger ist als die Heizgrenztemperatur. Jedoch werden jeweils die Differenz zwischen Heizgrenztemperatur und mittlerer angenommener Raumtemperatur für die Berechnung verwendet.
HGT = 1d × (Raumtemperatur – Tagesmitteltemperatur)
Die Berechnung ist in den VDI-Richtlinien VDI 2067 und VDI 3807 festgelegt.
Wie führe ich eine Normalisierung mit Gradtagen durch?
Es verschiedene Ansätze für die Normalisierung. Drei geläufige Methoden sind:
Teilt man den Energieverbrauch eines Betrachtungszeitraum durch die Gradtage des gleichen Zeitraums, erhält man einen Koeffizienten (kWh/ d×K). Je niedriger der Koeffizient, desto effizienter wurde die Energie eingesetzt. Der Effizienzkoeffizient lässt sich zwar sehr einfach berechnen, ist aber im Vergleich zu Kilowattstunden nicht so einfach greifbar.
Eine weitere gängigie Methode ist der Vergleich mit einem Langzeitwert, z.B. den 10-Jahresdurchschnitt an Gradtagen. Hier werden die Gradtge des Betrachtungszeitraum ins Verhältnis mit dem 10-Jahresdurchgeschnitt gesetzt. Dieser Koeffizient kann dann mit dem Energieverbrauch multipliziert werden und man erhält normalisierte Kilowattstunden.
Die Basisjahrnormalisierung erfolgt analog der Langzeitnormalisierung. Jedoch wird anstatt des 10-Jahresdurchgeschnitt ein Basisjahr als Referenz festgelegt.
In der Praxis sind für die hier vereinfacht dargestellten Normalisierungsansätze, viele weitere Faktoren zu berücksichtigen.
Ein Altbau muss schon bei deutlich höheren Außentemperaturen beheizt werden, als ein modernes Energieeffizienzhaus. Da die Grenztemperatur entscheidende Auswirkungen auf die Höhe der Gradtage, und damit auf die Normalisierung hat, muss diese möglichst präzise bestimmt werden. Hierfür eignet sich eine lineare oder ggf. auch multiple Regressionsanalyse.
Ebenso haben die meisten Gebäude und Energiesysteme eine Grundlast, die unabhängig von der Witterung ist und daher auch nicht normalisiert werden muss.
Fazit
Die Normalisierung von Heizungsgradtagen bzw. Gradtagzahlen hilft in vielen Fällen beim Einstieg in die komplexe Materie der Energie-Optimierung.
Eine Amortisationsdauer von 2 Jahren bedeutet betriebswirtschaftlich, das spätestens nach 2 Jahren freie Liquidität für weitere Energie-Effizienz-Projekte zur Verfügung steht, wenn der betriebsinterne Fokus darauf liegt, diese Investitionen selbst zu betreiben und auch zu bilanzieren.
Alternativ ist die Auslagerung dieses, wie auch aller anderen Energie-Effizienz-Themen, an einen Betreiber, der selbst finanziert, plant, baut, betreibt und laufend optimiert, die bevorzugte Option, wenn man sich auf seine Kernkompetenzen und die laufende Nutzung von Energie konzentrieren möchte.
Wir betrachten betriebliche Energieeffizienz immer im Zusammenhang mit den volkswirtschaftlichen Vorteilen wie entlastete Netze und den klimapolitischen Zielen, da jede eingesparte Kilowattstunde auch die Treibhausgasemissionen senkt.
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