VOLGENDE GENERATIE REKENMODELLEN VOOR ENERGIESIMULATIES OP STADSNIVEAU

Transcriptie

1 VOLGENDE GENERATIE REKENMODELLEN VOOR ENERGIESIMULATIES OP STADSNIVEAU Ruben BAETENS KU Leuven Building Physics Section

2 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.

3 DE TRADITIONELE BENADERING UITGEDAAGD binnen gebouwsimulatie 1. Nieuwe maatregelen met invloed van en/of impact op ruimtelijke schaal van de wijk tot

4 DE TRADITIONELE BENADERING UITGEDAAGD binnen gebouwsimulatie 1. Nieuwe maatregelen met invloed van en/of impact op ruimtelijke schaal van de wijk tot

5 DE TRADITIONELE BENADERING UITGEDAAGD binnen gebouwsimulatie 1. Nieuwe maatregelen met invloed van en/of impact op ruimtelijke schaal van de wijk tot Systeemaanpak energieproblematiek met een focus op de volledige chain op ruimtelijke schaal van de stad tot...

6 DE TRADITIONELE BENADERING UITGEDAAGD binnen gebouwsimulatie 1. Nieuwe maatregelen met invloed van en/of impact op ruimtelijke schaal van de wijk tot Systeemaanpak energieproblematiek met een focus op de volledige chain op ruimtelijke schaal van de stad tot...

7 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

8 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 Standardized modelling language, application programming interface and data models BIM translators M.Wetter, C. van Treeck (2013). Project proposal for IEA EBC Annex 60.

9 OpenIDEAS & Co. Een Open Framework voor Geïntegreerde Energie Simulaties op Districtniveau Beschikbaar op:

10 OpenIDEAS voor geïntegreerde energiesimulaties IDEAS.mo Modelica omgeving om de invloed van hernieuwbare energiebronnen (in gebouwen) te evalueren (op wijkniveau of hoger)

11 OpenIDEAS voor geïntegreerde energiesimulaties IDEAS.mo StROBe.py Python omgeving voor stochastich modelleren van residentieel gebruikersgedrag (noodzakelijk op woningniveau of hoger)

12 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.

13 OpenIDEAS & Co. voor geïntegreerde energiesimulaties BIM2IDEAS Auto-generated building topology for energy analysis

14 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.

15 OpenIDEAS toegepast Externaliteiten van warmtepompgebaseerde lage-energiewoningen in het laagspanningsnet Meer details in: R.Baetens (2015), PhD.

16 EXTERNALITEITEN van warmtepompgebaseerde lage-energiewoningen PWTCO r, k HP-based heating (3) PV systems (2) Low-E building envelope (1) E p, kwh/(m²a) J.Van der Veken et al. (2013). Studie naar kostenoptimale niveaus vd minimueisen inzake

17 EXTERNALITEITEN van warmtepompgebaseerde lage-energiewoningen PWTCO r, k HP-based heating (3) PV systems (2) Low-E building envelope (1) Extra last voor het distributienet, mogelijk resulterend in spanningsvallen of overbelasting. Zonneparadeox met grid als virtuele opslag E p, kwh/(m²a) G.Reynders, T.Nuytten, D.Saelens (2013). Building and Environment 64,

18 EXTERNALITEITEN van warmtepompgebaseerde lage-energiewoningen

19 EXTERNALITEITEN van warmtepompgebaseerde lage-energiewoningen 30 year netto huidige waarde van externe kosten in laagspannings distributienet strong grid 15k 25k 35k 45k moderate grid 15k 25k 35-75k 45-85k weak grid 15k 25-65k k k ref 20 % 40 % 60 %

20 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?

21 VOLGENDE GENERATIE REKENMODELLEN VOOR ENERGIESIMULATIES OP STADSNIVEAU Ruben BAETENS KU Leuven Building Physics Section