Integrated district energy assessment by simulation (IDEAS)
Steeds meer gebouwen en wijken combineren verschillende energiebronnen, zowel hernieuwbare als fossiele, met verschillende energiedragers zoals elektriciteit en warmte. Hierdoor zijn de integratie van en de interacties tussen deze bronnen en dragers steeds meer met elkaar verweven. EnergyVille ontwikkelde zijn Integrated District Energy Assessment by Simulation library (IDEAS) om de werking van deze complexe energiesystemen in al hun facetten doeltreffend te beoordelen. Met deze zeer volledige Modelica-bibliotheek kunnen individuele gebouwen en wijken gemodelleerd worden voor simulaties met betrekking tot energie en thermisch comfort.
Dankzij IDEAS kunnen de integratie, interactie, sturing en feedback van gebouwen, wijksystemen en multidisciplinaire energiesystemen in één simulatiemodel en solver beoordeeld worden, rekening houdend met de bouwfysische aspecten, elektrische systemen, thermische warmte, ventilatie- en airconditioningsystemen, … IDEAS zorgt ervoor dat de diverse modellen flexibel kunnen worden gebruikt. Ze kunnen afzonderlijk in hun respectieve omgevingen gesimuleerd worden of gecombineerd worden voor de integratie van energiesystemen.
Belangrijkste voordelen
- Multidisciplinaire beoordelingen van energiesystemen in gebouwen en wijken/buurten
- Gebruiksvriendelijk: gedocumenteerde modellen, voorbeelden beschikbaar, parameterstudies
- Naverwerking en rapportage mogelijk in simulatieomgeving (Dymola) of andere tools (Python en Matlab)
- Bibliotheek met data gebaseerd op wetenschappelijke literatuur of gegevensbladen. De gebruiker kan overschrijven of nieuwe gegevens toevoegen
- Gedetailleerde modellen beschikbaar
- Granulariteit: tijdsbestek voor uitvoer kan gekozen worden; invoergegevens met verschillende tijdsbestekken kunnen worden verwerkt
- …
Een schematisch overzicht van de IDEAS-tool (R. Baetens, R. De Coninck, J. Van Roy, B. Verbruggen, J. Driesen, L. Helsen, en D. Saelens, “Assessing electrical bottlenecks at feeder level for residential net zero-energy buildings by integrated system simulation,” Applied Energy, vol. 96, pp. 74-83, aug. 2012.)
IDEAS omspant drie domeinen die afzonderlijk gesimuleerd kunnen worden:
- tijdelijke gebouwrespons: simulatie energievraag voor verwarming en koeling, en warmte-energiestromen in een gebouw met meerdere zones
- thermische gebouwsystemen: simulatie thermische energieproductie (ketel, warmtepomp, ideale verwarming, …), productie van sanitair warm water, ventilatiesystemen, distributie van thermische energie, opslag van thermische energie, warmteafgifte (radiator, vloerverwarming, …)
- elektriciteitssysteem: simulatie verbruik, hernieuwbare fotovoltaïsche productie, opslag en distributie elektriciteit (ongebalanceerde driefasige netten) in gebouwen en wijken.
Toepassingen
- Ontwerp van multidisciplinaire energiesystemen: gebouwen en wijken
- Analyse, optimalisering en besturing van subsystemen en gecombineerde energiesystemen
- Casestudy’s op maat
- Beoordeling van de impact van multidisciplinaire energiesystemen op het distributienet
- Beoordeling van de impact op het net en besturing van toestellen met netvariabelen
- Casestudy’s op maat
- Opensourcebibliotheek incl. ondersteuning
- Ontwikkeling bibliotheken: modellen op maat
- Validatie van bv. metingen op toestellen met modellen op maat
Klanten
- Projectontwikkelaars
- Studiebureaus: bouwkundig ingenieurs, warmte- en elektrotechniek
- Onderzoekers
- Distributienetbeheerders
- Energieadviseurs
- Fabrikanten van thermische en elektrische systemen
- …
Kenmerken
De IDEAS-bibliotheek is opgemaakt in de modelleertaal Modelica. Die is van het opensourcetype, objectgeoriënteerd en gebaseerd op vergelijking. Modelica leent zich uitstekend voor fysieke modellering en verschillende domeinen kunnen gemakkelijk in één model geïntegreerd worden. IDEAS is verkrijgbaar als een opensourcebibliotheek; IDEAS v1.0 en andere ontwikkelingsversies zijn online beschikbaar op:https://github.com/open-ideas/IDEAS .
Een groot deel van de bibliotheek is nu al goed gedocumenteerd. Er is een handleiding met specificaties, modelbeschrijvingen, validatie- en controleresultaten. De bibliotheken en modellen worden in diverse wetenschappelijke publicaties beschreven. De ontwikkelaars van IDEAS zijn ook verbonden aan het IEA EBC Annex 60-project “New generation computational tools for building and community energy systems based on the Modelica and Functional Mockup Interface standards”.
