Wärmebedarf von Haushalten mit hoher zeitlicher Auflösung ermitteln

Hallo Leute,

ich wollte mal fragen, was ihr mir empfehlen würdet, wenn ich den Wärmebedarf von Haushalten mit hoher zeitlicher Auflösung (ca. 1Minute) für beispielsweise einen Tag grob ermitteln will. Es gibt sehr genau Simulationsmodelle wie TRNSYS (trnsys.com/) oder EnergyPlus (energyplus.net/). Die werden - zumindest im wissenschaftlichen Umfeld - häufig benuzt. Sind jedoch sehr aufwendig. Und vor allem, werden dafür sehr genau Gebäudedaten benötigt, sodass diese Tools für mich ausscheiden.

Bei mir geht es auch nicht darum, wirklich extrem genaue Werte zu ermitteln, sondern nur Werte, die nicht völlig unrealistisch sind. Ich würde gerne den Gebäudebestand von Deutschland berücksichtigen (bzw. eine Hochrechnung durchführen). Die mir zur verfügung stehenden Informationen über die Gebäudetypen sind nicht wirklich detailliert (http://www.iwu.de/fileadmin/user_up...lima_altbau/Gebaeudetypologie_Deutschland.pdf). Aber auf Basis dessen, würde ich gerne den Wärmebedarf der Haushalte grob im minütiger Auflösung ermitteln.

Bisher habe ich folgendes Tool verwendet (https://www.u-wert.net/berechnung/waermebedarf/). Dieses berechnet mir den maximalen Wärmebedarf bei 30 °K Temperaturdifferenz. Ich habe dann einfach - basierend auf diesen maximalen Wert und Tagestemperaturwerten - den Wärmebedarf linear runtergerechnet. Hat jemand von euch eventuell eine Idee, wie ich das - gegeben der oben erwähnten Gebäudeinformationen - genauer bzw. angemessener machen kann?

Ich würde mich über eure Ideen sehr freuen.

 

Kann niemand eine kurze Einschätzung geben. Es wäre sehr hilfreich für mich.

 

Hallo zusammen,

vielen Dank für eure Rückmeldungen. Ja, ich hätte vlt. am Anfang etwas mehr zu meinen Zielen/Intensionen sagen sollen.

Ich bin Wissenschaftler im Bereich Energiesysteme und mir geht es darum, das Lastverschiebepotenzial in Deutschland in der elektrsichen Wärmebereitstellung zu ermitteln. Energiestysteme müssen in Zukunft auf das fluktuierende Angebot an Strom, der zunehmend durch nichtregelbare erneuerbare Energien gewonnen wird, reagieren (Stichwörter: Demand Response, Smart Grid). Im Wärmebereich kann z.B. eine Wärmepumpe oder ein elektrischer Heizstab (beides in Kombiation mit einem Warmwasserspeicher) minutengenau gesteuert werden und somit auf das Stomangebot minutengenau reagiert werden. Damit könnte man beispielsweise auf dem Regelenrgiemarkt positive oder negative Regelenergie zur Stabilisierung der Netzfrequenz mithilfe von Wärmepumpen oder Heizstäben bereitstellen. Aus diesem Grund benötige ich die hohe Auflösung (ich denke 5 min wären auch noch okay; aber eine Minute ist besser), da die Wärmenachfrage eine optimale flexible Fahrweise einer Wärmepumpe maßgeblich beeinflusst. Und da ich den deutschen Gebäudebestand mir angucken will, muss ich zwangsläufig vereinfachende Annahmen treffen, da ich keine Wärmebedarfsdaten für jedes Gebäude in Deutschland aufwändig bestimmen kann.

 

ja, genau das ist die Grundlage für all meine Überlegungen/Berechnungen. Der WW-Speicher soll als Puffer dienen.

Daran habe ich auch schon gearbeitet. Das Problem bei E-Mobilen ist, dass es kaum welche in Deutschland gibt und die Entwicklung nur sehr langsam ist. Man kann auch Waschmaschinen für Lastverschiebung benutzen. Aber das ist immer mit einem Komfortverlust verbunden. Außerdem gebe es auch noch den Trockner oder die Geschirrspülmaschine und den Kühlschrank. Ich bin aber davon überzeugt, dass die größten Lastverschiebepotenziale im Haushalt in der elektrischen Wärmebereitstellung liegen (ist natürlich Ansichtssache und es kommt auch die wirtschaftspolitischen Rahmenbedingungen an)

Weil ich die Wärmepumpen (oder Heizstäbe) in Simulationen minutengenau steuern will. Dafür müsste ich dann wissen, wie viel Leistung denn verlangt wird in jeder Minute. Dadurch könnte minutenscharf auf das Stromangebot reagiert werden. Ich benötige ein thermisches Modell vom Warmwasserspeicher (ich habe ein ganz einfaches mal angesetzt als energetische Differenzengleichung). Hierfür hätte ich gerne eine zeitliche Auflösung von einer Minute, da ich nur so die Power-To-Heat-Anlagen minutengenau steuern könnte. Und wenn der energetische Input minutenschaftf ist, muss der Output (Wärmeabnahme aus dem Speicher) auch minutengenau sein. Natürlich könnte ich auch beispielsweise studengenaue Wärmeprofile nehmen und dann den Verbrauch gleich auf die 60 Minuten dieser Stunde verteilen. Das wäre auch eine Option.

Es gibt grobe Angaben zum Wohngebäudebestand Deutschlands. Beispielsweise hier http://building-typology.eu/downloads/public/docs/brochure/DE_TABULA_TypologyBrochure_IWU.pdf (auf Seite 18)