Zwetschke

IEA-EBC Annex 60: Entwicklung und Demonstration einer neuen Generation von Rechenverfahren für Gebäude und -verbände basierend auf Modelica und dem Functional Mockup Interface (FMI) Standards

Der IEA-EBC Annex 60 zielt auf die Entwicklung und Demonstration einer neuen Generation von frei verfügbaren, dokumentierten, validierten und verifizierten Rechenverfahren für städtische Energiesysteme wie Fern­wärmenetze, Gebäude und Gebäudeverbände mit geringem Energiebedarf ab. Dies soll basierend auf der frei verfügbaren Modellierungssprache Modelica und der Spezifikation Functional Mockup Interface (FMI) entwickelt werden.

Status

Laufend

  • November 2013 - Oktober 2017

Kurzbeschreibung

Die erhöhten Anforderungen an Gebäude und Städte bezüglich deren Energieeffizienz und Lebensqualität stellen auch Simulationsprogramme für Produktentwicklung, Design und Betrieb vor neue Herausforderungen.

Inhalte und Zielsetzungen

Die Zielsetzung dieses Annexes ist generell die Förderung und Koordina­tion der Erforschung, Entwicklung und Validierung von Simulationsmetho­den für Energie- und Steuersysteme in Fernwärmenetzen, Gebäudever­bänden und Gebäuden.

Die damit anvisierte nächste Generation von Simulationswerkzeugen wird die Innovations- und Entwicklungszyklen von komplexen, integrierten Systemen maßgeblich beschleunigen, was zu deutlich geringerem Gesamtenergieverbrauch, reduzierten Spitzenlasten, steigendem Anteil von erneuerbaren Energieträgern sowie Abwärme und verringertem Treibhausgasausstoß führen wird, bei gleichzeitig hohem Komfort für die NutzerInnen.

Die gewonnenen Erkenntnisse, erarbeiteten Methoden und entwickelten Werkzeuge werden dabei zeitgleich in Projekten für die Produktentwick­lung sowie das Design und den Betrieb von städtischen Energiesystemen verwendet, um die Genauigkeit und Gebrauchstauglichkeit untersuchen zu können. Weiters werden diese Bemühungen detailliert dokumentiert, um so Studierenden und EntwicklerInnen den Einstieg in den Umgang mit diesen Werkzeugen möglichst zu vereinfachen.

Das konkrete Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Entwicklung einer offenen und frei zugänglichen Simulationsumgebung, die sowohl die Modellkomponenten als auch die Werkzeuge liefert, um bislang weitest­gehend voneinander losgelöste Aktivitäten rund um das Thema der Simulation und Technik von Fernwärmenetzen und Gebäuden in Zukunft zusammenführen zu können.

Die entwickelten Simulationswerkzeuge werden auf der offenen Model­lierungssprache Modelica und der Spezifikation Functional Mockup Inter­face (FMI) beruhen. Diese wurden als Grundlagen für dieses Projekt ausgesucht, da sie nicht proprietär sind und von der Industrie akzeptierte Standards darstellen.

Erwarteten Ergebnisse

Damit soll dieser Annex zeitgerechten und innovativen Modellierungs-, Simulations- und Analysewerkzeugen zum Durchbruch verhelfen bzw. wo notwendig die entsprechenden wissenschaftlichen Fundamente legen. Die Entwicklung dieser Werkzeuge ist dringend notwendig, um in Zukunft die erforderlichen Durchbrüche im Bereich integrierter Gebäudesysteme erzielen zu können, da sie helfen die technischen Risiken für Innovatoren ("early adopters") mit Hilfe eines modellbasierten Designansatzes gering zu halten. Eine solche Vorgehensweise ermöglicht auch die Wiederver­wendung dieser Modellkomponenten und Methoden während der gesam­ten Lebensdauer des Systems, was wiederum die Einhaltung der Design­vorgaben und der tatsächlichen Umsetzung von Energiesparvorgaben, Lastenreduktion und Komfortkriterien während des Betriebs drastisch vereinfacht.

Eine derartige Simulationsumgebung wird außerdem einen aktiven Wissens- und Technologieaustausch zwischen ExpertInnen verschie­dener Fachrichtungen erlauben, der weit über die reine Netz- und Gebäudesimulation hinausgeht, wie z.B. Systemsteuerung, elektrische Systeme, Tageslichtsysteme, Belüftungssysteme, Kraftwerksbau oder Fahrzeugindustrie. Das wird thematisch einen breiten Fokus erlauben, der es ermöglicht Synergien zur Steigerung der Effizienz systematisch zu erforschen.

Teilnehmende Staaten

Belgien, China, Deutschland, Frankreich, Irland, Italien, Niederlande, Österreich, Schweden, Schweiz, USA

Kontaktadresse

AIT Austrian Institute of Technology, Energy Department
DI Dr. Edmund Widl
Donau City-Straße 1
A-1220 Wien

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