Kurzbeschreibung
(Deutsch)
|
Für Areale fehlen bislang Methoden/Kenngrössen/Werkzeuge, die sich für Planer und Netzbetreiber bei der Arealplanung/-entwicklung bzgl. Aussagen zu z.B. Flexibilität und Netzdienlichkeit eignen. Mit vorliegendem Projekt soll diese Lücke geschlossen werden. Ziel ist es, die Basis für ein einfaches Werkzeug zu entwickeln, welches auf Grundlage einiger Kenngrössen des Areals inkl. Kenntnis über die lokalen Ressourcen z.B. Photovoltaik Installationen, Batterien, Wärmepumpen, energetische Flexibilität und saisonale Wärmespeicher Aussagen zum Arealpotential z.B. für Eigenversorgung und Netzdienlichkeit liefert
|
Kurzbeschreibung
(Englisch)
|
There is a lack of methods/key performance indicators/tools to evaluate building clusters in regard to energy flexibility and gridreadiness for use by designers and grid specialists. The goal of this project is to develop the basics of an easy-to-use tool whichgives the information about e.g. self-consumption or grid readiness based on available building cluster’s data and its local resourcese.g. photovoltaic systems, batteries, heat pumps, flexibility or seasonal heat storage.
|
Kurzbeschreibung
(Französisch)
|
Jusqu'à présent, il n'existe pas de méthodes, de paramètres ou d'outils permettant aux planificateurs et aux exploitants de réseaux de se prononcer sur la planification et le développement de sites, par exemple en ce qui concerne la flexibilité et l'utilité du réseau. Le présent projet vise à combler cette lacune. L'objectif est de développer la base d'un outil simple qui, sur la base de quelques paramètres du site, y compris la connaissance des ressources locales telles que les installations photovoltaïques, les batteries, les pompes à chaleur, la flexibilité énergétique et les accumulateurs de chaleur saisonniers, fournit des informations sur le potentiel du site, par exemple pour l'auto-approvisionnement et l'utilité du réseau.
|
Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
|
Im Rahmen der Schweizer Energiestrategie 2050 wird die Betrachtung der energetischen Flexibilität von Arealen immer wichtiger. Der zu erwartende starke Ausbau von Erneuerbaren Energiequellen, z.B. Photovoltaik, führt zu einem variablen Energieangebot, was die Bewirtschaftung von Stromnetzen aufwändiger macht. Um Stromnetze zu entlasten, ist es sinnvoll das energetische Flexibilitätspotential von Arealen bestimmen zu können, um diese netzdienlich zu planen und zu betreiben. Die Flexibilität kann z.B. zur Erhöhung des Eigenverbrauchs, der Optimierung der Energiekosten bzw. CO2äq- Emissionen aber auch als eine Reaktion auf Netzsignale, z.B. zur Vermeidung von Lastspitzen, eingesetzt werden. Hierfür müssen entsprechende Informationen über die Gebäude als auch das Stromnetz vorliegen. Ziel des Projektes ist es, für Areale verbesserte Aussagen über das Zusammenspiel von Gebäudelast (Wärme/Geräte/Beleuchtung), Nutzung lokaler Strom-/Wärmeerzeugung, dem lokalen elektrischen Verteilnetz und der jeweiligen Trafostation zu machen. Der Einfluss von Kurzzeitspeichern (Strom, Wärme) wird in einem zweiten Schritt untersucht. Insbesondere die Residuallast an der Trafostation soll detailliert betrachtet werden. Hierzu wird das System «Areal» in Verbindung mit dem System «elektrisches Netz» detailliert simuliert. Nur so können gegenseitige Beeinflussungen ohne zu starke Vereinfachung im System «Areal» oder «Netz» sichtbar gemacht werden. Damit kann der Einfluss auf das jeweilige andere System besser verstanden werden. Die komplexen Strukturen werden mit einer Multi-Agent Co-Simulations Umgebung abgebildet. Die System-Architektur setzt sich aus EnergyPlus (Gebäude inkl. Haustechnik), Mosaik (Multi-Agent Co- Simulation) und Pandapower (elektrisches Netz) zusammen. Die erstellte System-Architektur soll die Basis für die Entwicklung eines einfachen Werkzeugs bilden, welches auf Grundlage einiger Kenngrössen des Areals und der Kenntnis über die lokalen Ressourcen z.B. Photovoltaikanlagen, Batterien, Wärmepumpen und Lastverschiebung Aussagen zum Arealpotential z.B. für Eigenversorgung und Netzdienlichkeit liefert. Das Werkzeug an sich wird in diesem Projekt nicht
entwickelt. Als Beitrag zum IEA EBC Annex 82 «Energy flexible buildings towards resilient low carbon energy systems», wird mit diesem Projekt der internationale Austausch sicherstellt. In 2023 wurden folgende Arbeiten durchgeführt:
? Weitere Funktionstests und Konsolidierung der System-Architektur
? Konkretisierung der Gebäudemodelle und des Areals «2050»
? Erweiterung der Gebäude und der System-Architektur um Heizungspufferspeicher
? Erweiterung des Funktionsumfangs des Lastmanagements
? Elektrisches Netz für das Areal als Ringnetz festgelegt und Struktur erstellt
? Erste Simulationsergebnisse für vier Varianten des Lastmanagements
Das Projekt wird in 2024 weitergeführt und abgeschlossen.
Zugehörige Dokumente
|
Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)
|
As part of the Swiss Energy Strategy 2050, it is becoming increasingly important to consider the energy flexibility of sites. The expected strong expansion of renewable energy sources, e.g. photovoltaics, will lead to a variable energy supply, which will make the management of electricity grids more complex. In order to relieve the burden on electricity grids, it makes sense to be able to determine the energy flexibility potential of sites so that they can be planned and operated in a way that is beneficial to the grid. Flexibility can be used, for example, to increase self-consumption, optimize energy costs or CO2eq emissions, but also as a reaction to grid signals, e.g. to avoid peak loads. For this purpose, appropriate information about the buildings and the power grid must be available. The aim of the project is to make improved statements about the interaction of building loads (heat/appliances/lighting), the use of local electricity/heat generation, the local electrical distribution grid and the respective transformer station. The influence of short-term storage (electricity, heat) will be investigated in a second step. In particular, the residual load at the transformer station will be examined in detail. For this purpose, the “area” system is simulated in detail in conjunction with the “electrical grid” system. This is the only way to visualize mutual influences without oversimplification in the “area” or “grid” system. This allows the influence on the respective other system to be better understood. The complex structures are mapped using a multi-agent co-simulation environment. The system architecture is made up of EnergyPlus (building incl. building services), Mosaik (multi-agent co-simulation) and Pandapower (electrical grid). The system architecture created is to form the basis for the development of a simple tool which, on the basis of a number of site parameters and knowledge of the local resources, e.g. photovoltaic systems, batteries, heat pumps and load shifting, provides information on the site potential, e.g. for self-supply and grid serviceability. The tool itself is not being developed in this project.
developed in this project. As a contribution to the IEA EBC Annex 82 “Energy flexible buildings towards resilient low carbon energy systems”, this project ensures international exchange. The following work was carried out in 2023
? Further functional tests and consolidation of the system architecture
? Concretization of the building models and the “2050” area
? Expansion of the buildings and system architecture to include heating buffer storage tanks
? Expansion of the functional scope of load management
? Electrical network for the site defined as a ring network and structure created
? Initial simulation results for four load management variants
The project will be continued and completed in 2024
|
Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
|
Dans le cadre de la stratégie énergétique suisse 2050, il devient de plus en plus important de considérer la flexibilité énergétique des sites. Le fort développement attendu des sources d'énergie renouvelables, comme le photovoltaïque, entraîne une offre énergétique variable, ce qui rend la gestion des réseaux électriques plus complexe. Afin de décharger les réseaux électriques, il est utile de pouvoir déterminer le potentiel de flexibilité énergétique des sites afin de les planifier et de les exploiter en fonction du réseau. La flexibilité peut par exemple être utilisée pour augmenter l'autoconsommation, optimiser les coûts énergétiques ou les émissions de CO2äq, mais aussi pour réagir aux signaux du réseau, par exemple pour éviter les pics de charge. Pour cela, il faut disposer d'informations sur les bâtiments et le réseau électrique. L'objectif du projet est d'améliorer les informations relatives à l'interaction entre la charge des bâtiments (chaleur/appareils/éclairage), l'utilisation de la production locale d'électricité/de chaleur, le réseau de distribution électrique local et le poste de transformation correspondant. L'influence du stockage à court terme (électricité, chaleur) sera étudiée dans un deuxième temps. La charge résiduelle au niveau du poste de transformation sera notamment étudiée en détail. Pour ce faire, le système « Areal » sera simulé en détail en relation avec le système « réseau électrique ». C'est la seule façon de rendre visibles les influences réciproques sans trop simplifier le système « aire » ou « réseau ». L'influence sur l'autre système respectif peut ainsi être mieux comprise. Les structures complexes sont représentées par un environnement de co-simulation multi-agent. L'architecture du système se compose d'EnergyPlus (bâtiment, y compris les installations techniques), de Mosaik (Co-simulation multi-agent) et de Pandapower (réseau électrique). L'architecture du système ainsi créée doit servir de base au développement d'un outil simple qui, sur la base de quelques paramètres du site et de la connaissance des ressources locales telles que les installations photovoltaïques, les batteries, les pompes à chaleur et le déplacement de la charge, fournit des informations sur le potentiel du site, par exemple pour l'auto-approvisionnement et l'utilité du réseau. L'outil en lui-même n'est pas développé dans ce projet
n'est pas développé. En tant que contribution à l'annexe 82 de l'AIE EBC « Energy flexible buildings towards resilient low carbon energy systems », ce projet assure l'échange international. En 2023, les travaux suivants ont été réalisés :
? Poursuite des tests fonctionnels et consolidation de l'architecture du système.
? Concrétisation des modèles de bâtiments et de l'aire « 2050 ».
? Extension des bâtiments et de l'architecture du système aux réservoirs tampons de chauffage
? Extension de l'étendue des fonctions de la gestion de la charge
? Réseau électrique défini pour le site comme réseau en boucle et structure établie
? Premiers résultats de simulation pour quatre variantes de gestion de la charge.
Le projet sera poursuivi et achevé en 2024.
|
