Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geotechnologien IEG
Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geotechnologien IEG

Heatopia - Optimierungstool für die Auslegung von Fernwärmesystemen

Diese Fragen werden mit Heatopia beantwortet

  • Welche Erzeuger und saisonalen Speicher können die Energie für das Wärmenetz bereitstellen? Was sind die optimalen Dimensionierungen aller Anlagen und des Netzes?
  • Wo werden Wärmeerzeuger und –speicher idealerweise im Wärmenetz platziert?
  • Auf welchen Temperaturen wird das Wärmenetz optimal betrieben?
  • Wie hoch sind die Investitions-, Betriebs- und Wärmegestehungskosten?
  • Zu welchen Einsatzzeiten werden die Erzeuger optimal genutzt?
Beispiel für eine Optimierungsproblem, für das die Netztopologie und eine Auswahl möglicher Erzeuger und Speicher an Heatopia übergeben werden
Beispiel für eine Optimierungsproblem, für das die Netztopologie und eine Auswahl möglicher Erzeuger und Speicher an Heatopia übergeben werden
Lastprofile der einsatzoptimierten Erzeuger und Speicher über ein Jahr
Lastprofile der einsatzoptimierten Erzeuger und Speicher über ein Jahr

Herangehensweise und Workflow

  1. Bestandsaufnahme und Einlesen von Netz, Verbräuchen, Temperaturanforderungen, Wetterdaten…
  2. Hinterlegen von Kosten (für Anlagen, Energieträger, …)
  3. Hinterlegen von Umweltwärmequellen (Geothermie, Solar, …)
  4. Hinterlegen möglicher Erzeuger- und Speichertechnologien
  5. Techno-ökonomische Optimierung der Erzeugung, Speicherung und Verteilung von Wärme

Einbettung in die Planungstoolbox enable

  •  Heatopia ist Teil der im Projekt ODH@Jülich entwickelten Planungsplattform enable. Über ein einheitliches Datenmodell können Daten zwischen Heatopia und anderen enable-Tools ausgetauscht und so verschiedenste Fragen der Wärmeplanung beantwortet werden.
     
  • Mit enable-Tools können u.a. Verbräuche gebäudescharf berechnet werden sowie Sektorkopplungseffekte durch die Simulation von Stromnetzen abgebildet werden.
Einbettung von Heatopia in die Planungstoolbox enable. Ein einheitliches Datenmodell dient als Datendrehscheibe zwischen den Tools und ermöglicht einen integrierten Planungsansatz
Einbettung von Heatopia in die Planungstoolbox enable. Ein einheitliches Datenmodell dient als Datendrehscheibe zwischen den Tools und ermöglicht einen integrierten Planungsansatz
Darstellung verschiedenster Aufgaben aus dem Bereich der Energieplanung als Netzfahrplan. Die enable-Tools ermöglichen die Bearbeitung jeder „Station“ sowie aufgrund eines einheitlichen Datenmodells den Informationsaustausch zwischen allen „Stationen“. Heatopia kommt v.a. an der „Station“ Wärmenetzoptimierung zum Einsatz.
Darstellung verschiedenster Aufgaben aus dem Bereich der Energieplanung als Netzfahrplan. Die enable-Tools ermöglichen die Bearbeitung jeder „Station“ sowie aufgrund eines einheitlichen Datenmodells den Informationsaustausch zwischen allen „Stationen“. Heatopia kommt v.a. an der „Station“ Wärmenetzoptimierung zum Einsatz.

Kernaussagen

  • Die Software Heatopia findet für jedes System die optimale Kombination von Erzeugern und Speichern
  • Wir bieten somit eine einheitliche Analyse aller Investitions- und Betriebskosten sowie eine Auslegung aller Erzeuger, Speicher und des Netzes.
  • Dies ermöglicht uns die Unterstützung von Stadtwerken/Energieversorgern, Kommunen und Akteuren der Immobilienwirtschaft bei der Gestaltung der Energiewende.

Referenzprojekte

  •  Dekarbonisierung der Wärmebereitstellung in der Region Spremberg,   Hoyerswerda und Weißwasser
  •  Machbarkeitsstudie UNESCO Welterbe Zeche Zollverein – Klimaneutraler   Betrieb eines historischen, denkmalgeschützten Ensembles
  •  Dekarbonisierte Liegenschaftsenergiekonzepte (Strom und Nahwärme)   für Bundeswehr (Karlsruhe und Stuttgart) und Marine (Wilhelmshaven) 

Weiterführende Literatur und Veröffentlichungen