„nachhaltige technologien 1|2017"

ENERGIEVERSORGUNG FÜR STÄDTE Die Funktionalität der Toolbox EnergySimCity basiert auf einer Reihe unterschiedlicher Simulationsumge- bungen (IDA ICE, TRNSYS, DYMOLA, MATLAB, FLUENT, QGIS, etc.) die - mit Eigenentwicklungen ergänzt - zu leistungsfähigen interaktiven Co-Simulationsmodel- len gekoppelt werden können. Entwicklung in drei Modellierungsbereichen Das interdisziplinäre Team des Austrian Research Studios - EnergySimCity gliedert die laufende Entwicklung der urbanen Modellierung in die drei Entwicklungsdomänen Gebäude, Infrastruktur und Atmosphäre, wobei die urbanen Modelle bei Bedarf bis auf den Detaillierungsgrad technologischer Ein- zelentwicklungen verfeinert werden können. > Gebäude Die numerischen Modelle des Bereichs „Gebäude“ bilden dabei neben dem Bauwerk (Wände, Decken, Böden, Fenster, etc.) auch die gesamten darin enthal- tenen gebäudetechnischen Systeme (Wärmetauscher, Speicher, Leitungen, Heizkörper, Lüftungssysteme, etc.) ab. Auch der Einfluss der NutzerInnen sowie die gesamte Regelung der Betriebsführung werden be- rücksichtigt. Die entwickelten Schnittstellen zu Geoin- formationssystemen und einschlägigen Datenbanken ermöglichen die teilautomatisierte Modellierung von urbanen Bebauungen. Als Ergebnis können detail- lierte Jahresverläufe aller relevanten Energieströme (Heizenergiebedarf, Kühlenergiebedarf, Strombedarf, etc.) je Einzelgebäude ausgegeben werden, sowie kumulierte Darstellungen (beispielsweise Heatmaps) generiert werden. > Infrastruktur Der Bereich „Infrastruktur“ arbeitet an der Modellie- rung der dem Einzelgebäude übergeordneten ener- gietechnischen Einrichtungen, wobei urbane ener- gietechnische Versorgungsnetze im Fokus stehen. Die laufende Entwicklung neuartiger Netzmodelle ermöglicht die dynamische Berechnung von Druck, Massenstrom sowie Energieströmen in hoher zeitli- „Die Energieversorgung von kommunalen und urbanen Gebieten wird zukünftig verstärkt sektorenübergreifend (hybrid) erfolgen. Gepaart mit der zu erwartenden Dezentralisierung der Energieumwandlung und dem gesteigerten Bedarf an Flexibilisierungspotenzial durch Speicher werden Energieversorgungssysteme in der Zukunft weiter an Komplexität zunehmen. Diese Entwicklung generiert für Energieversorgungsunternehmen gleichzeitig einen erweiterten Bedarf an numerischer Modellbildung und Simulation, der mit der im gegenständlichen Research Studio entwickelten Toolbox „EnergySimCity“ sehr gut abgedeckt werden kann. Für Wien Energie wird es bei der Entwicklung von Projekten immer wichtiger mit solchen Simulationstools zu arbeiten, um genaue Planungsergebnisse erzielen zu können.“ DI Martin Höller, Leitung Forschung und Innovation, Wien Energie 13 cenverbünden in Städten und Stadtquartieren (kurz „EnergySimCity“) wird eine Toolbox mit Methoden und Werkzeugen zur Modellierung komplexer urbaner Energiesysteme entwickelt 1 . Die Toolbox ist modular aufgebaut und ermöglicht die Erstellung komplexer numerischer Modelle urbaner Energiesysteme mit den folgenden Eigenschaften. intersektoral EnergySimCity schließt sowohl thermische Energie- systeme als auch elektrische Energiesysteme unter- schiedlicher Energieträger in die Modellierung ein. Die interaktive Verknüpfung der Modelle für Wärme, Strom und Gas ermöglicht eine integrale Betrachtung gesamter Energiesysteme. interaktiv EnergySimCity ist in der Lage, die gesamte Energie- Bereitstellungskette abzubilden und interaktiv mit- einander zu verknüpfen. Somit können der Energie- fluss von der Energieumwandlung im Kraftwerk über Transport, Zwischenspeicherung bis zum Verbraucher in den Gebäuden, sowie die dynamische Wechsel- wirkung zwischen den einzelnen Komponenten der Bereitstellungskette modelliert werden. instationär EnergySimCity basiert auf einer zeitlich hochaufge- lösten Modellierung der Energieflüsse. Die Abbildung des realitätsnahen Betriebsverhaltens eröffnet die Möglichkeit, unterschiedliche Betriebsweisen vorab zu testenundregelungstechnischeSzenarienzuentwickeln. intermodular EnergySimCity ermöglicht die Kombination von Teilmodellen unterschiedlicher Detaillierungsgrade. Einfache Teilmodelle können mit komplexen Teilmo- dellen verknüpft werden und die Austauschbarkeit der einzelnen Teilmodelle ermöglicht eine Anpassung der Modellierung an den jeweiligen Planungsstand. Somit kann die Modellierung mit der Planung von der ersten Entwurfsphase bis zur detaillierten technischen Aus- führungsplanung „mitwachsen“ und die notwendigen Informationen für den jeweiligen Planungsschritt liefern. 12 1 Das Programm Research Studios Austria (RSA) fördert die Anwen- dung und Umsetzung von Forschungsergebnissen aus der Grundlagen- forschung im Vorfeld unternehmerischer Forschung in Österreich.