SimStadt für Energieversorger und Fernwärmenetz Ausbau

Transkript

1 SimStadt für Energieversorger und Fernwärmenetz Ausbau GEF Stephan Richter Zafh.net Eric Duminil Darmstadt,

2 Agenda 1. Einführung in die Planung von Wärmenetzen 2. Einbindung hydraulisches Simulationsmodell STANET 3. Demonstration eines Anwendungsbeispiels 4. Fazit und nächste Schritte 2

3 Planung und Auslegung von Wärmenetzen Aufgabenstellung bei der Planung und Auslegung von Wärmenetzen Wärmepotentialanalyse Primäre Aufgabe ist es, einen Bedarf an Energie zu ermitteln, den es zu decken gilt. Trassierung und hydraulische Netzsimulation Das Wärmenetz ist auf die Belange von Erzeugung und Bedarf auszulegen und muss örtliche Gegebenheiten berücksichtigen. Erzeugungskonzept Zur Deckung des Bedarfs ist die Energie an (mehreren) Standorten zu erzeugen und über ein Wärmenetz zum Ort des Bedarfs zu liefern. Optimierung Das Gesamtsystem soll hinsichtlich der Kosten (Wirtschaftlichkeit), der Umweltauswirkungen und des Primärenergieeinsatzes optimal ausgelegt sein. 3

4 Planung und Auslegung von Wärmenetzen Wärmepotentialanalyse Trassierung und hydraulische Simulation Erzeugungskonzept Wirtschaftliche Optimierung 4

5 Planung und Auslegung von Wärmenetzen Wärmepotentialanalyse Trassierung und hydraulische Simulation viele Einzelschritte unterschiedliche Werkzeuge Erzeugungskonzept keine einheitliche Schnittstelle Wirtschaftliche Optimierung 5

6 Agenda 1. Einführung in die Planung von Wärmenetzen 2. Einbindung hydraulisches Simulationsmodell STANET 3. Demonstration eines Anwendungsbeispiels 4. Fazit und nächste Schritte 6

7 Hydraulische Simulationsmodelle Hydraulische Simulationsprogramme modellieren die Struktur von Fernwärmenetzen. Anhand der nachgebildeten Struktur werden unterschiedliche Betriebszustände simuliert. Das Modell dient dazu, die Netze auszulegen und zu optimieren. Beispiel Simulationsprogramm: Ergebnis einer Netzdimensionierung DN 25 DN 32 DN 40 DN 50 DN 65 DN 80 DN 100 DN 150 DN 200 DN 250 DN 300 > DN 300 7

8 Bilanzgrenzen STANET STANET wird die Verbrauchsseite und die Erzeugerseite vorgegeben. STANET errechnet aus der Wärmemenge, die dem Netz entnommen wird (Abnehmer), die Wärmemenge, die in das Netz eingespeist werden muss (Erzeugung). STANET dient nicht zur Erzeugerauslegung oder Wärmebedarfsbestimmung. STANET dient zur Simulation des Wärmenetzes: Auslegung von Pumpen, Leitungen, Bestimmung Wärmeverluste, hydraulische Drücke Verluste eingespeiste Wärme Brennstoff Wärmeverluste abgenommene Wärme Erzeugung Wärmenetz Abnehmer Strom Bilanzgrenze STANET 8

9 Agenda 1. Einführung in die Planung von Wärmenetzen 2. Einbindung hydraulisches Simulationsmodell STANET 3. Demonstration eines Anwendungsbeispiels 4. Fazit und nächste Schritte 9

10 RegionChooser CityGML 10

11 RegionChooser CityGML 11

12 DistrictHeatingGenerator - SimStadt 12

13 DistrictHeatingGenerator Gnuplot 13

14 DistrictHeatingGenerator CSV 14

15 DistrictHeatingGenerator STANET Import 15

16 DistrictHeatingGenerator STANET - Simulation 16

17 DistrictHeatingGenerator STANET Simulation 17

18 DistrictHeatingGenerator STANET - Simulation 18

19 DistrictHeatingGenerator STANET Größeres Gebiet (4000 Knoten) 19

20 Agenda 1. Einführung in die Planung von Wärmenetzen 2. Einbindung hydraulisches Simulationsmodell STANET 3. Demonstration eines Anwendungsbeispiels 4. Fazit und nächste Schritte 20

21 Fazit und nächste Schritte Fazit: SimStadt vereint die Wärmepotentialanalyse (CityGML) und automatisierte Trassierung sowie hydraulische Netzsimulation (STANET Plug-Ins) in einem Workflow Prüfung auf Sinnhaftigkeit der Ergebnisse durch den Anwender in Bezug auf: Sinnvoller Netzverlauf Wirtschaftlichkeit. Nächste Schritte müssen sein: Integrierung wirtschaftlicher Kennzahlen (Liniendichten, Kosten pro Trassenmeter etc.) Ansätze für Erzeugungskonzept (Einsatz Erneuerbarer Energien) Entwicklung offener Schnittstellen als Grundlage für den weiteren Planungsprozess 21

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 22