VOLGENDE GENERATIE REKENMODELLEN VOOR ENERGIESIMULATIES OP STADSNIVEAU
Ruben BAETENS KU Leuven Building Physics Section
› DE TRADITIONELE BENADERING binnen gebouwsimulatie
• Klassieke combinatie van warmte- en massabalansen • Deterministische randvoorwaarden
J.Clark (2001). Energy simulation in building design. Butterworth-Heinemann: Oxford, 357.
› DE TRADITIONELE BENADERING UITGEDAAGD binnen gebouwsimulatie
1. Nieuwe maatregelen met invloed van en/of impact op ruimtelijke schaal van de wijk tot ...
2. ...
› DE TRADITIONELE BENADERING UITGEDAAGD binnen gebouwsimulatie
1. Nieuwe maatregelen met invloed van en/of impact op ruimtelijke schaal van de wijk tot ...
2. ...
› DE TRADITIONELE BENADERING UITGEDAAGD binnen gebouwsimulatie
1. Nieuwe maatregelen met invloed van en/of impact op ruimtelijke schaal van de wijk tot ...
2. Systeemaanpak energieproblematiek met een focus op de volledige chain op ruimtelijke schaal van de stad tot ...
› DE TRADITIONELE BENADERING UITGEDAAGD binnen gebouwsimulatie
1. Nieuwe maatregelen met invloed van en/of impact op ruimtelijke schaal van de wijk tot ...
2. Systeemaanpak energieproblematiek met een focus op de volledige chain op ruimtelijke schaal van de stad tot ...
› DE TRADITIONELE BENADERING UITGEDAAGD binnen gebouwsimulatie
• Bekeken van uit een bouwfysisch standpunt: – Hoe spelen gebouwen hierop in? – Moeten we op zoek naar nieuwe optima?
• Hoe moeten we dit simuleren? – – – – –
Simulatie van nieuwe componenten Nood aan multidisciplinaire, multischaal aanpak Integratie van controletechnieken Aandacht voor de randvoorwaarden Vlottere input van gebouwen
› DE TRADITIONELE BENADERING UITGEDAAGD binnen gebouwsimulatie
Multiple scales Multiple domains
Building and community energy grids designed and operated as integrated, robust, performance based systems.
Multiple disciplines Multiple tools
Energy and control systems modelling
Co-simulation and model exchange tools and interfaces
BIM translators Standardized modelling language, application programming interface and data models
M.Wetter, C. van Treeck (2013). Project proposal for IEA EBC Annex 60.
OpenIDEAS & Co. Een Open Framework voor Geïntegreerde Energie Simulaties op Districtniveau
Beschikbaar op: https://github.com/open-ideas
› OpenIDEAS
voor geïntegreerde energiesimulaties
• IDEAS.mo – Modelica omgeving om de invloed van hernieuwbare energiebronnen (in gebouwen) te evalueren (op wijkniveau of hoger)
› OpenIDEAS
voor geïntegreerde energiesimulaties
• IDEAS.mo • StROBe.py – Python omgeving voor stochastich modelleren van residentieel gebruikersgedrag (noodzakelijk op woningniveau of hoger)
♪
♫
♫ ♫
♫
♫
♪
› OpenIDEAS
voor geïntegreerde energiesimulaties
• IDEAS.mo • StROBe.py • FastBuildings.mo & greybox.py – Lage-orde modellering van gebouwen op basis van systeemidentificatie voor modelgebasseerde predictieve controle.
› OpenIDEAS & Co.
voor geïntegreerde energiesimulaties
• BIM2IDEAS – Auto-generated building topology for energy analysis
› OpenIDEAS & Co.
voor geïntegreerde energiesimulaties
• Intelligator® – hiërarchische controle technieken m.b.v. co-simulatie
A.Aertgeerts (2013). DSM of the thermal flexibility in a residential neighborhood using (…) MAS.
OpenIDEAS toegepast Externaliteiten van warmtepompgebaseerde lage-energiewoningen in het laagspanningsnet
Meer details in: R.Baetens (2015), PhD.
› EXTERNALITEITEN
van warmtepompgebaseerde lage-energiewoningen
PWTCOr, kEUR 160
HP-based heating (3) PV systems (2) Low-E building envelope (1)
140 120 100 80 60 40 20
Ep, kWh/(m²a) | -50
| 0
| 50
| 100
| 150
| 200
| 250
| 300
| 350
J.Van der Veken et al. (2013). Studie naar kostenoptimale niveaus vd minimueisen inzake …
› EXTERNALITEITEN
van warmtepompgebaseerde lage-energiewoningen
PWTCOr, kEUR 160
HP-based heating (3) PV systems (2) Low-E building envelope (1)
140 120
Extra last voor het distributienet, mogelijk resulterend in spanningsvallen of overbelasting. Zonneparadeox met grid als virtuele opslag.
100 80 60 40 20
Ep, kWh/(m²a) | -50
| 0
| 50
| 100
| 150
| 200
| 250
| 300
| 350
G.Reynders, T.Nuytten, D.Saelens (2013). Building and Environment 64, 187-199.
› EXTERNALITEITEN
van warmtepompgebaseerde lage-energiewoningen
› EXTERNALITEITEN
van warmtepompgebaseerde lage-energiewoningen 30 year netto huidige waarde van externe kosten in laagspannings distributienet
strong
15k
25k
35k
45k
grid
EUR
EUR
EUR
EUR
moderate
15k
25k
35-75k
45-85k
grid
EUR
EUR
EUR
EUR
weak
15k
25-65k
75-110k
85-145k
grid
EUR
EUR
EUR
EUR
ref
20 %
40 %
60 %
› VOLGENDE GENERATIE REKENMODELLEN binnen gebouwsimulatie
• Nieuwe energievraagstukken hebben een invloed op gebouwsimulaties • Een geïntegreerde aanpak die verschillende disciplines en schalen combineert is noodzakelijk • Verschillende veelbelovende opties zijn in ontwikkeling • Hoe gebeurt de validatie van deze ontwikkelingen? • Waar halen we data voor gebouwen en randvoorwaarden?
VOLGENDE GENERATIE REKENMODELLEN VOOR ENERGIESIMULATIES OP STADSNIVEAU
Ruben BAETENS KU Leuven Building Physics Section
