适合小型社区的能源结构

发表于：2020年1月23日 /更新，发表于：2020年8月17日 - 作者： Konrad Wolfenstein

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弗劳恩霍夫市政能源转型工具

© 弗劳恩霍夫 IOSB-AST/Martin Käßler

太阳能、地热能或光伏——哪种能源供应形式最适合社区？较小社区的代表面临着大量信息，这在许多情况下增加了现有的不确定性。弗劳恩霍夫的一个新的在线工具现在揭示了这个丛林，并确定每个人的最佳能源组合，包括资金选择。

© 开放数据图林根 |虚拟城市系统有限公司 |布局：Daniel Cebulla (JENA-GEOS®-Ingenieurbüro GmbH)

在 100 x 100 m 网格中可视化 Neumark 市（486 名居民）的热量需求。深色表示热量需求高。结果是根据建筑结构估算的。

能源转型即将到来。然而，小社区的代表常常对这对他们来说到底是什么样子感到困惑。太阳能、光伏发电还是地热能？这些技术有什么意义以及可以在多大程度上为社区的能源供应做出贡献？可能的资金怎么样？

软件工具分析需求和可能性

弗劳恩霍夫光电、系统技术和图像分析研究所 IOSB 应用系统技术 AST 部门的研究人员在“能源工程和经济建模 modTRAIL”项目中开发的工具在这里发挥了作用。 “通过我们的软件，较小社区的市长可以了解能源转型领域的技术可能性以及相应的资金——为社区量身定制，”弗劳恩霍夫 IOBS-AST 科学家 Liane Rublack 说道。 “热能和电力不必 100% 由可再生能源产生；相反，该工具依赖于传统和可再生发电系统的能源组合。”

研究人员已经在图林根州四个人口不足一万的示范社区测试了该工具，更准确地说是在卡拉、维特、纽马克和格罗索巴伦。对于社区的决策者来说，情况如下：他们首先输入社区的名称，然后收到有关其所在地区的电力和热力需求的更详细信息。然后他们表达了对未来电力和热力供应的愿望。您希望依赖哪些技术以及您希望排除哪些技术？有多种选择，例如太阳能和风能、电力和蓄热、油气冷凝锅炉、空气热泵和地源热泵。该工具还询问有关其他因素的请求。重点是减少二氧化碳排放还是能源采购成本？因此，市长或其他决策者会收到有关满足既定目标的能源和系统组合的信息，例如由光伏系统、电力和热存储以及热电联产厂组成的信息。该信息还包括安装和运营成本、能源采购成本、二氧化碳排放量和融资方案。

“我们希望利用我们的工具来推动工作，并向小社区的市长展示可再生能源为其当地带来的潜力，”鲁布莱克解释道。作为该工具的基本数据，弗劳恩霍夫 IOSB-AST 的研究人员使用了家庭的标准负荷曲线以及德国气象局存储的可再生能源的时间序列 - 在本例中是来自埃尔福特-魏玛附近的图林根气象站的数据。对于图林根州居民少于 10,000 人的社区，必要的数据已存储在系统中。不过，该工具也可以在其他拥有相应数据的联邦州使用。

克服进入障碍

该优化模型将作为组件（模块）集成到 TRAIL 联合项目的在线软件中。 “农村地区转型（TRAIL）”联合项目的具体目标是提供一种易于使用的工具，有助于激励大量较小的社区集中解决高效能源供应问题。特别是人力和财力资源有限的进入障碍应该克服。正在开发一种在线软件工具，主要基于可公开访问的地理信息系统数据、人口普查数据和其他现有数据库，生成有关社区电力和热力消耗的初步报表，并提出进一步行动的建议。

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参与城市可以使用创新的在线工具 TRAILstarter 制定区域能源转型措施： www.trail-energie.de

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太阳能、地热能或光伏——哪种能源供应形式最适合社区？较小社区的代表面临着大量信息，这在许多情况下增加了现有的不确定性。弗劳恩霍夫的创新在线工具现在正在揭示这个丛林，并确定每个人的最佳能源组合，包括资金选择。

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在 100 x 100 m 网格中可视化 Neumark 社区（486 名居民）的热需求。深色表示热量需求高。结果是根据建筑结构估算的。

能源转型迫在眉睫。然而，小社区的代表常常想知道这对他们来说究竟会是什么样子。太阳能、光伏发电还是地热能？这些技术有什么意义以及可以在多大程度上为社区的能源供应做出贡献？可能的补贴怎么样？

软件工具分析需求和可能性

这是Fraunhofer Optronics，Systems Instressing和Image开发IOSB的应用系统技术AST部门的工具，研究人员在“ Modtrail Energy Technology and Evanical Modeling”项目中开发了该工具。 Fraunhofer IOBS-AST的科学家Lianen Rublack说：“有了我们的软件，较小社区的市长可以向他们告知能源系统转型和相应补贴领域的技术可能性，这是对社区的个人货运。” “不必从可再生能源中产生100％的热量，但是该工具着重于常规和可再生能源的能源组合。

研究人员已经在图林根州四个人口不足一万的示范社区测试了该工具，更准确地说是在 Kahla、Werther、Neumark 和 Großobaren。对于各城市的决策者来说，情况如下：他们首先输入所在城市的名称，然后收到有关其城镇的电力和热力需求的更详细信息。然后他们输入对未来电力和热力供应的愿望。他们愿意依赖哪些技术，宁愿放弃哪些技术？有多种选择，例如太阳能和风能、电力和蓄热、油气冷凝锅炉、空气热泵和地源热泵。该工具还查询有关其他因素的请求。重点是最大限度地减少二氧化碳排放还是能源的购买成本？因此，市长或其他决策者会收到有关满足特定目标的能源和工厂组合的信息，例如由光伏系统、电力和热存储以及热电联产工厂组成。该信息还包括安装和运营成本、能源采购成本、二氧化碳排放量以及补贴的可能性。

Rublack解释说：“有了我们的工具，我们希望使球滚动，并向小社区的市长展示可再生能源为其社区提供的潜力。” Fraunhofer IOSB-AST研究人员为家庭使用了负载概况，以及由德国天气服务存储的可再生能源的时间序列，该案例中的The Case in Erfurt-Weim附近的Thuringian Weather Station是工具的基本数据。对于在图林基的少于10,000名居民的社区，该系统已经存储在系统中。

克服进入壁垒

该优化模型将作为组件（模块）集成到联合项目跟踪的在线软件中。联合项目“农村地区转型（TRAIL）”的混凝土目标是使用Easy-T-From工具，该工具有助于激励大量较小的社区来强烈处理有效的能源供应问题。特别是，该项目旨在克服有限的人力和财务资源中看到的进入障碍。将开发一个在线软件工具，该工具主要使用公开访问的GIS数据，人口普查数据和其他现有数据库来生成有关市政当局电力和热量消耗的初始声明，并建议提出进一步行动的建议。

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使用创新的在线工具 TRAILstarter，参与城市可以制定区域能源系统转型的措施： www.trail-energie.de