Подходящий энергетический баланс для небольших сообществ

Опубликовано: 23 января 2020 г. / Обновлено: 17 августа 2020 г. – Автор: Konrad Wolfenstein

Переключиться на английскую версию

Инструмент Института Фраунгофера для перехода к муниципальной энергетике

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Солнечная энергия, геотермальная энергия или фотоэлектрическая энергия – какой вид энергоснабжения лучше всего подходит для данного населенного пункта? Представители небольших муниципалитетов сталкиваются с огромным объемом информации, что часто усугубляет существующую неопределенность. Новый онлайн-инструмент от Института Фраунгофера теперь проливает свет на эту сложную картину и определяет оптимальный для каждого населенного пункта энергетический баланс, включая доступные возможности финансирования.

© Открытые данные Тюрингия | виртуальные ситиСИСТЕМС ГмбХ | Верстка: Даниэль Себулла (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

Визуализация потребности в отоплении муниципалитета Ноймарк (486 жителей) на сетке 100 x 100 м. Темные цвета указывают на высокую потребность в отоплении. Результаты были рассчитаны на основе характеристик зданий.

Энергетический переход уже не за горами. Однако представители небольших населенных пунктов часто не уверены, как именно этот переход будет выглядеть для них. Солнечная энергия, фотоэлектрические системы или геотермальная энергия? Что целесообразно, и в какой степени эти технологии могут способствовать энергоснабжению сообщества? А как насчет потенциальных субсидий?

Программный инструмент анализирует потребности и возможности

Здесь вступает в игру инструмент от подразделения Applied Systems Technology AST Института оптоэлектроники, системных технологий и обработки изображений IOSB имени Фраунгофера, разработанный исследователями в рамках проекта «Энергетические технологии и экономическое моделирование modTRAIL». «Наше программное обеспечение позволяет мэрам небольших муниципалитетов узнать о технических возможностях в области энергетического перехода и соответствующих возможностях финансирования — с учетом специфики их муниципалитета», — говорит Лиан Рублак, научный сотрудник Fraunhofer IOBS-AST. «Тепло и электроэнергия не обязательно должны производиться исключительно из возобновляемых источников; скорее, инструмент основан на энергетическом балансе традиционных и возобновляемых источников энергии»

В четырех пилотных муниципалитетах Тюрингии с населением менее десяти тысяч человек – а именно в Кахле, Вертере, Ноймарке и Гроссобрингене – исследователи уже тестируют этот инструмент. Для лиц, принимающих решения в этих муниципалитетах, процесс выглядит следующим образом: сначала они вводят название своего муниципалитета, а затем получают подробную информацию о спросе на электроэнергию и отопление в своем городе. Далее они указывают свои предпочтения в отношении будущего электро- и теплоснабжения. Какие технологии они хотели бы использовать, а какие предпочли бы исключить? Доступно множество вариантов, таких как солнечная и ветровая энергия, электро- и теплоаккумулирующие установки, конденсационные котлы на нефти и газе, тепловые насосы с воздушным источником тепла и геотермальные тепловые насосы. Инструмент также запрашивает информацию о предпочтениях в отношении других факторов. Является ли приоритетом минимизация выбросов CO2 или речь идет скорее о стоимости закупки энергии? В результате мэры и другие лица, принимающие решения, получают информацию о том, как может выглядеть энергетический и энергетический баланс, отвечающий заданным целям, например, состоящий из фотоэлектрических систем, электро- и теплоаккумулирующих установок и теплоэлектростанций. Информация также включает затраты на установку и эксплуатацию, стоимость закупки энергии, объем выбросов CO2 и возможности финансирования.

«С помощью нашего инструмента мы хотим дать толчок развитию и показать мэрам небольших населенных пунктов потенциал возобновляемых источников энергии, который они предлагают своим городам», — объясняет Рублак. Исследователи из Института Фраунгофера IOSB-AST использовали стандартные профили нагрузки для домохозяйств и данные временных рядов по возобновляемым источникам энергии, предоставленные Немецкой метеорологической службой (DWD) — в данном случае, данные с метеостанции в Тюрингии, расположенной недалеко от Эрфурт-Веймара, — в качестве основы для инструмента. Необходимые данные для муниципалитетов с населением менее 10 000 жителей в Тюрингии уже хранятся в системе. Однако инструмент можно использовать и в других немецких землях при наличии соответствующих данных.

Преодоление барьеров для входа на рынок

Данная оптимизационная модель будет интегрирована в качестве модуля в онлайн-программное обеспечение совместного проекта TRAIL. Конкретная цель совместного проекта «Трансформация в сельской местности (TRAIL)» — предоставить простой в использовании инструмент, который побудит большое количество небольших муниципалитетов к активному участию в решении вопросов эффективного энергоснабжения. В частности, проект направлен на преодоление первоначальных барьеров для входа, которые ограничены с точки зрения кадровых и финансовых ресурсов. Будет разработан онлайн-инструмент, который, в первую очередь на основе общедоступных данных ГИС, данных переписи населения и других существующих баз данных, будет генерировать исходные данные о потреблении электроэнергии и тепла в муниципалитетах и ​​предлагать рекомендации для дальнейших действий.

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Инновационный онлайн-инструмент TRAILstarter позволяет участвующим муниципалитетам разрабатывать меры по региональному энергетическому переходу: www.trail-energie.de

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Солнечная энергия, геотермальная энергия или фотоэлектрическая энергия – какой вид энергоснабжения лучше всего подходит для данного населенного пункта? Представители небольших населенных пунктов сталкиваются с огромным количеством информации, что во многих случаях усиливает существующую неопределенность. Инновационный онлайн-инструмент от Института Фраунгофера помогает разобраться в этом многообразии и определить оптимальное сочетание источников энергии для каждого отдельного населенного пункта, включая варианты финансирования.

© Открытые данные Тюрингия | виртуальные ситиСИСТЕМС ГмбХ | Верстка: Даниэль Себулла (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

Визуализация потребности в тепле в населенном пункте Ноймарк (486 жителей) в сетке 100 x 100 м. Темные цвета указывают на высокую потребность в тепле. Результаты были рассчитаны на основе характеристик зданий.

Энергетический перелом неизбежен. Однако представители небольших населенных пунктов часто задаются вопросом, как именно это может выглядеть для них. Солнечная энергия, фотоэлектрические системы или геотермальная энергия? Что целесообразно и в какой степени эти технологии могут способствовать энергоснабжению сообщества? А как насчет возможных субсидий?

Программный инструмент анализирует потребности и возможности

Здесь вступает в игру инструмент от подразделения Applied Systems Technology AST Института оптроники, системной инженерии и обработки изображений им. Фраунгофера IOSB, разработанный исследователями в рамках проекта «modTRAIL: энергетические технологии и экономическое моделирование». «С помощью нашего программного обеспечения мэры небольших населенных пунктов могут получить информацию о технических возможностях в области трансформации энергетической системы и соответствующих субсидиях — и эта информация адаптирована к потребностям конкретного населенного пункта», — говорит Лиан Рублак, научный сотрудник Fraunhofer IOBS-AST. «Тепло и электроэнергия не обязательно должны производиться на сто процентов из возобновляемых источников, но инструмент фокусируется на энергетическом балансе традиционных и возобновляемых источников энергии».

Исследователи уже тестируют инструмент в четырех модельных населенных пунктах Тюрингии с населением менее десяти тысяч человек – точнее, в Кахле, Вертере, Ноймарке и Гроссобарене. Для лиц, принимающих решения в муниципалитетах, ситуация выглядит следующим образом: сначала они вводят название своего муниципалитета, а затем получают более подробную информацию о потребностях в электроэнергии и тепле в своем городе. Затем они указывают свои пожелания относительно будущего электро- и теплоснабжения. Какие технологии они хотели бы использовать, а от каких предпочли бы отказаться? Существует множество вариантов на выбор, таких как солнечная и ветровая энергия, системы хранения электроэнергии и тепла, конденсационные котлы на нефти и газе, воздушные тепловые насосы и геотермальные тепловые насосы. Инструмент также запрашивает информацию о других факторах. На чем сосредоточено внимание: на минимизации выбросов CO2 или на стоимости закупки энергии? В результате мэры или другие лица, принимающие решения, получают информацию о том, как может выглядеть энергетический и энергетический баланс, отвечающий заданным целям, например, состоящий из фотоэлектрических систем, систем хранения электроэнергии и тепла и теплоэлектростанций. Информация также включает затраты на установку и эксплуатацию, стоимость закупки энергии, объем выбросов CO2 и возможности получения субсидий.

«С помощью нашего инструмента мы хотим дать толчок развитию и показать мэрам небольших населенных пунктов потенциал возобновляемых источников энергии для их сообществ», — объясняет Рублак. Исследователи из Института Фраунгофера IOSB-AST использовали стандартные профили нагрузки для домохозяйств, а также временные ряды данных по возобновляемым источникам энергии, хранящиеся в Немецкой метеорологической службе — в данном случае, на метеостанции в Тюрингии недалеко от Эрфурта-Веймара, — в качестве базовых данных для инструмента. Для населенных пунктов с населением менее 10 000 человек в Тюрингии необходимые данные уже хранятся в системе. Однако инструмент можно использовать и с соответствующими данными в других немецких землях.

Преодоление барьеров для входа на рынок

Данная оптимизационная модель будет интегрирована в качестве компонента (модуля) в онлайн-программное обеспечение совместного проекта TRAIL. Конкретная цель совместного проекта «Трансформация в сельской местности (TRAIL)» — создание простого в использовании инструмента, который поможет мотивировать большое количество небольших населенных пунктов к интенсивному решению вопросов эффективного энергоснабжения. В частности, проект направлен на преодоление барьеров, связанных с ограниченными человеческими и финансовыми ресурсами. Будет разработан онлайн-инструмент, который будет использовать в основном общедоступные данные ГИС, данные переписи населения и другие существующие базы данных для формирования предварительных отчетов о потреблении электроэнергии и тепла в муниципалитетах и ​​для выработки рекомендаций по дальнейшим действиям.

© Fraunhofer IOSB-AST/Martin Käßler

Используя инновационный онлайн-инструмент TRAILstarter, участвующие муниципалитеты могут разработать меры по трансформации своей региональной энергетической системы: www.trail-energie.de