Modellierung und Analyse mit e.plan

e.square setzt zur Erstellung von Systemstudien eine Modellierungssoftware e.plan auf Basis des von e.square entwickelten Energiemanagementsystems e.ms ein. Damit kann die Funktion komplexer Energiesysteme mit deutlich höherer Genauigkeit im Vergleich zum üblichen "ingenieursmässigen" Vorgehen dargestellt werden.

Bei einem derartigen Einsatz des EMS als Planungsinstrument werden alternative Systemkonfigurationen mit Hilfe des Topologieeditors definiert. Als Ergebnis liefert das System die kostengünstigste Betriebsweise für das jeweilige System. Dabei kann das System nach Auswahl der zum Einsatz kommenden Systemkomponenten selbsttätig die optimale Größe der einzelnen Aggregate ermitteln.

Um den Zeitaufwand für die Systemmodellierung zu begrenzen, wird der Betrachtungszeitraum – typischerweise ein Betriebsjahr - durch einen Satz repräsentativer Modelltage abgebildet. Etwa 20 Modelltage genügen, um die während eines Betriebsjahres auftretenden Bedarfsprofile ausreichend genau wiederzugeben.

Alle Systemkomponenten werden unter Berücksichtigung realistischer Lastgänge modelliert. Gleichzeitigkeiten werden nicht anhand von Dauerlinien grob abgeschätzt sondern mit Hilfe der zeitaufgelösten Modellierung exakt dargestellt

               
Konventioneller Systemvergleich: Überlagerung der Jahresdauerlinie des Wärmebedarfs für Raumheizung mit der "gegenläufigen" Jahresdauerline des Wärmebedarfs zum Betrieb von Absorptionskälteanlagen.

Die Auswertung realistischer Lastverläufe ist gerade im Hinblick auf die Bewertung von Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungssystemen von ausschlaggebender Bedeutung. Das EMS ermittelt hier exakt die maximal mögliche Auslastung der Eigenerzeugungsanlagen unter Berücksichtigung der Wärmebereitstellung zum Antrieb von Absorptionskälteanlagen sowie der Wirkung von Wärmespeichern, deren Betriebsweise gleichzeitig durch das EMS optimiert wird. Beispielhaft ist hier die ermittelte Fahrweise für ein auf Eigenerzeugung und Fremdbezug basierendes KWK-System für einen Mustertag mit hohem Heizwärmebedarf dargestellt.

               
Optimale Lastaufteilung zwischen Eigenerzeugung (BHKW) und Fremdbezug zur Vermeidung elektrischer Lastspitzen.

Auf Grundlage der ermittelten optimalen Fahrweise wird eine exakte Vorhersage der jährlichen Auslastung der einzelnen Aggregate getroffen.

Unter Berücksichtigung spezifischer Investitionskosten für die einzelnen Aggregate ist es zudem möglich, parallel zur Optimierung der Betriebsweise auch die Anlagenauslegung im Hinblick auf minimale jährliche Gesamtkosten des Versorgungssystems zu optimieren. Im Vergleich zu einer pauschalen Konfiguration und Auslegung eines Versorgungssystems, bei der das Zusammenwirken der einzelnen Systemkomponenten nur überschlägig berücksichtigt werden kann, ermöglicht das neuentwickelte Planungsinstrument e.plan somit eine deutlich zuverlässigere Bewertung der Wirtschaftlichkeit von Energieversorgungssystemen.