Software-Tools für die Planung von Quartieren

Software-Tools für Quartiere

Quartierslösungen werden im Rahmen der Energiewende und vor allem Wärmewende immer zentraler. Es wurden in der Vergangenheit eine große Zahl an Software-Werkzeugen entwickelt, die den Planungsprozess für verschiedene Anwendungsfälle vereinfachen sollen.

EnergyPLAN und H2RES

Ein bekanntes Planungstool ist beispielsweise EnergyPLAN, welches von der Universität in Aalborg entwickelt und angeboten wird. Zwar wird es vor allem für nationale und überregionale Energiesystemanalysen verwendet, jedoch kann es mit Einschränkung auch für Quartiere hilfreich sein. Ein Tool, welches speziell für Energiesysteme mit Wasserstoffeinsatz entwickelt wurde, ist H2RES. Die beiden Tools EnergyPLAN und H2RES wurden in einer Studie am Beispiel eines Inselsystems verglichen, wobei ähnliche Ergebnisse erzielt wurden. Während H2RES einen technischen Fokus aufweist, umfasst EnergyPLAN auch eine wirtschaftliche Analyse. Beide Tools sind deterministisch und simulieren das Betriebsverhalten des Systems für ein typisches Jahr mit stündlicher Auflösung. Im Unterschied zu nPro verwenden beide Tools keine mathematischen Optimierungsmodelle. Dies bedeutet, die zu simulierenden Energiesystem müssen vom Benutzer vorgegeben werden.

HOMER Energy

Ein weiteres weit verbreitetes Tool ist HOMER Energy. HOMER ist ein kommerzielles Tool für die Planung von Microgrids. Ursprünglich wurde es für die Planung von Inselsystemen entwickelt. Das Tool berechnet den Betrieb für verschiedene Energiesystemkonfigurationen, welche vom Benutzer definiert werden müssen. Aus dem Vergleich der unterschiedlichen Betriebsergebnisse kann dann die optimale Konfiguration ausgewählt werden. HOMER umfasst nur wenige thermische Anlagen und betrachtet Wärmeerzeugungs- und verteilungstechnologien sehr vereinfacht. Dies unterscheidet HOMER stark von nPro: nPro ist speziell für thermische Systeme entwickelt worden. Während nPro auch für die Auslegung von Microgrids geeignet ist, ist der Fokus auf sektorkoppelnden Technologien (Power-to-heat, Power-to-gas, Cogeneration-Anlagen).

Merit

Merit ist ein weiteres Software-Werkzeug für Quartiere und lokale Energiesysteme. Es wurde beispielsweise zur Modellierung eines hybriden Energiesystems mit Windkraftanlagen und PV-Systemen in einem Pflegeheim in Schottland verwendet. Merit simuliert den Systembetrieb mithilfe von Energiebilanzen und einer stündlichen Zeitauflösung. Im Unterschied zu nPro beinhaltet Merit keine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung sondern liefert nur technisch-energetische Hilfestellungen und Analysen.

Entwicklung von Tools

Softwaretools für Quartiere werden meist aus einer speziellen Perspektive entwickelt. Das heißt, es werden spezielle Fragestellungen adressiert, welche mit anderen existierenden Tools noch nicht oder nicht ausreichend beantwortet werden können, z. B. Inselsysteme bei HOMER oder Wasserstoffsysteme bei H2RES. Oftmals werden diese Tools dann nach und nach erweitert, um sie für ein breiteres Anwendungsfeld nutzbar zu machen. Eine Übersicht über Tools für die Planung von Quartierslösungen liefert Tabelle 1.

Quellen

1. A. Lyden, R. Pepper, P. G. Tuohy: A modelling tool selection process for planning of community scale energy systems including storage and demand side management, Sustainable Cities and Society, 39, 674-688, 2018. DOI: 10.1016/j.scs.2018.02.003.
2. EnergyPLAN-Website
3. H2RES-Website
4. HOMER Energy-Website

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