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Forschungsstelle
BFE
Projektnummer
SI/502780
Projekttitel
RESULTES - Reliable pre-feasibility and design tool for quick assessment of large TES integrated with renewable energy sources and DHN

Texte zu diesem Projekt

 DeutschFranzösischItalienischEnglisch
Kurzbeschreibung
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Publikationen / Ergebnisse
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Erfasste Texte


KategorieText
Kurzbeschreibung
(Deutsch)

Die Analyse der Integration von großen thermischen Energiespeichern (TES) in Fernwärmenetzen (DHN) und erneuerbaren Quellen erfordert eine dynamische Simulation, um das schwankende Verhalten von Quellen und Senken angemessen zu berücksichtigen. Die Entwicklung von dynamischen Simulations-Energiemodellen, wie z. B. die Integration von TES mit erneuerbaren Energiequellen in DHN, erfordert Erfahrung, Daten für ihre Validierung und ist vor allem zeitaufwändig. Die Notwendigkeit, in frühen Projektphasen wie der Vorplanung viele Möglichkeiten mit einem geringen Budget zu bewerten, veranlasst die Planer dazu, schnelle Methoden anzuwenden, die zu ungenauen Ergebnissen führen können, und manchmal sogar eine Technologie zu streichen, wenn kein einfaches Bewertungstool verfügbar ist. Darüber hinaus verwenden in weiteren Projektphasen nur einige fortgeschrittene Planer dynamische Simulationen, wie TRNSYS, für die Bewertung von in das gesamte thermische System integrierten TES. Dieses Projekt zielt darauf ab, diese Lücke durch die Entwicklung eines zuverlässigen Schnellbewertungswerkzeugs zu schließen, das sowohl auf die Vor-Durchführbarkeits- als auch auf die Entwurfsphase von großen TES abzielt und die Berechnungsprozesse aller Projektphasen in einer einzigen Methodik vereint. Wir schlagen ein einfach zu bedienendes, benutzerfreundliches Planungswerkzeug vor, das auf dynamischen Simulationsmodellen basiert, die bereits mit der TRNSYS-basierten Open-Source-Umgebung pytrnsys https://pytrn-sys.readthedocs.io/en/latest/index.html entwickelt wurden.

Kurzbeschreibung
(Englisch)

The integration analysis of large thermal energy storages (TES) in District Heating Networks (DHN) and renewable sources requires dynamic simulation to consider appropriately the fluctuating behaviour of sources and sinks. The development of dynamic simulation energy models, such as the TES integrated with renewable sources in DHN requires experience, data for its validation, and above all, it is time-consuming. The need to evaluate many possibilities with a little budget in early project stages, such as pre-design, leads planners to use quick methodologies which might lead to inaccurate results and even sometimes delete one technology if a simple evaluating tool is not available. Furthermore, in further project stages, only some advanced planners use dynamic simulations, such as TRNSYS, for the evaluation of TES integrated into the whole thermal system. This project aims to fill this gap by developing a reliable quick assessment tool targeting both pre-feasibility and design phases of large-scale TES, unifying the calculation processes of all project stages in a single methodology. We propose an easy-to-use, user-friendly planning tool based on dynamic  simulations models already developed with the TRNSYS-based pytrnsys https://pytrn-sys.readthedocs.io/en/latest/index.html open-source environment.

Kurzbeschreibung
(Französisch)

L'analyse de l'intégration de grands stockages d'énergie thermique (TES) dans les réseaux de chauffage urbain (DHN) et de sources renouvelables nécessite une simulation dynamique pour prendre en compte de manière appropriée le comportement fluctuant des sources et des puits. Le développement de modèles énergétiques de simulation dynamique, tels que les systèmes de stockage d'énergie thermique intégrés à des sources renouvelables dans les réseaux de chauffage urbain, nécessite de l'expérience, des données pour sa validation et, surtout, prend beaucoup de temps. La nécessité d'évaluer de nombreuses possibilités avec un petit budget dans les premières étapes du projet, comme la préconception, conduit les planificateurs à utiliser des méthodologies rapides qui peuvent conduire à des résultats inexacts et même parfois à supprimer une technologie si un outil d'évaluation simple n'est pas disponible. De plus, dans les phases ultérieures du projet, seuls quelques planificateurs avancés utilisent des simulations dynamiques, telles que TRNSYS, pour l'évaluation des systèmes de chauffage et de refroidissement intégrés dans l'ensemble du système thermique. Ce projet vise à combler cette lacune en développant un outil d'évaluation rapide et fiable ciblant à la fois les phases de préfaisabilité et de conception des systèmes thermodynamiques à grande échelle, en unifiant les processus de calcul de toutes les étapes du projet dans une méthodologie unique. Nous proposons un outil de planification convivial et facile à utiliser, basé sur des modèles de simulations dynamiques déjà développés avec l'environnement open-source pytrnsys https://pytrnsys.readthedocs.io/en/latest/index.html basé sur TRNSYS.

Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)

Die Analyse der Integration von großen Wärmespeichern (TES) in Fernwärmenetze (District Heating Networks (DHNs)) mit erneuerbaren Energiequellen erfordert dynamische Simulationen, um das fluktuierende Verhalten von Quellen und Senken ausreichend genau berücksichtigen zu können. Die Entwicklung dynamischer Simulationsmodelle, wie z.B. zur Integration von TES mit erneuerbaren Energiequellen zur Wärmeversorgung, erfordert Erfahrung, Daten zur Validierung und vor allem viel Zeit. Insbesondere in frühen Projektphasen, wie z.B. in der Vorplanung, verwenden Planer aus Mangel an Ressourcen in der Regel einfache und schnelle Berechnungsmethoden, die weder auf dynamischen Simulationen basieren noch standartisiert sind. Dies kann zu entsprechend ungenauen Ergebnissen führen. Auch in späteren Projektphasen nutzen aufgrund des hohen Aufwands nur wenige Planer dynamische Simulationsprogramme wie TRNSYS, um den TES in das gesamte thermische System zu integrieren. Dieses Projekt zielt darauf ab, diese Lücke durch die Entwicklung eines zuverlässigen Planungstools zur schnellen Bewertung von grossen TES sowohl für die Vorplanung als auch für spätere Planungsschritte zu schliessen. Dabei werden die notwendigen Berechnungen für alle Projektphasen  in eine einzige Methodik auf Basis von dynamischen Simulationsmodellen integriert. Dazu wird die TRNSYSbasierten Open-Source-Umgebung pytrnsys https://pytrnsys.readthedocs.io/en/latest/index.html verwendet.

Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)

The analysis of the integration of large TES in District Heating Networks (DHNs) and renewable sources requires dynamic simulation to address the fluctuating behaviour of sources and sinks. The development of dynamic simulation energy system models requires experience, data for validation, and, above all, it is timeconsuming. The need to evaluate many possibilities with a small budget in early project phases, such as predesign, sees planners use simplistic methodologies which might lead to inaccurate results and even sometimes the non-consideration of a given technology if an easy-to-use evaluation tool is not available. Furthermore, in later project stages, only few planners use dynamic simulations, e.g. using TRNSYS, for the evaluation of the TES integrated into the whole thermal system. This project aims to change that by developing a reliable quick assessment tool targeting both the pre-feasibility and design phase of large-scale TES, unifying the calculation processes of all project stages in a single methodology. We propose an easy-to-use, user-friendly planning tool based on dynamic simulations models already developed within the TRNSYS-based pytrnsys https://pytrnsys.readthedocs.io/en/latest/index.html open-source environment.

Zugehörige Dokumente