Wärmebedarfsmodell
Der allgemeine Ansatz zur Wärmebedarfsberechnung besteht darin, die Gebäudearchetypen zu bestimmen (nach der Methode des EU-Projekts TABULA). Für jedes Land wird ein Satz von Kategorien gängiger Gebäudetypen definiert. Diese sind mit typischen Energieverbrauchsmustern verknüpft. Wir leiten den Energieverbrauch nach Typologie wo möglich aus Messdaten ab.
Schweizer Wärmebedarfsmodell
Das grundlegende Schweizer Wärmebedarfsmodell basiert auf der Arbeit von Schneider et al. 2019.
Für Heizung und Warmwasser berechnet es:
- jährlichen Nutzenergiebedarf
- jährlichen Endenergiebedarf
- Wirkungsgrad des Heizsystems
- CO₂-Emissionsintensität des Heizsystembrennstoffs
- jährliche CO₂-Emissionen
- stündliche Lastkurven
Die Jahresbedarfe basieren auf dem klimakorrigierten Energiebedarf pro m² für Gebäudearchetypen, die nach Gebäudetyp (Einfamilienhaus, Mehrfamilienhaus, Büro usw.) und Baujahr definiert sind. Die Energiebedarfsintensitäten beruhen hauptsächlich auf Messdaten aus Genf (IDC-Daten).
Ein wichtiger Aspekt des Modells ist die Anwendung mehrerer Ebenen von Datenauffüllung und Annahmen in Abhängigkeit von der Vollständigkeit der Eingabedaten. Wo immer möglich, werden Werte aus den Eingabedaten verwendet; wo sie fehlen, werden sie durch Modelle und Annahmen ersetzt. Zusätzliche Spalten mit Namen nach dem Muster *_origin verfolgen, woher die Werte in den Endergebnissen stammen.
Die Lastkurven basieren auf gemessenen Lastkurven nach Archetypen mit einer Methode zur Einführung stündlicher Variabilität in Lastkurvenaggregate. Für jede Lastkurventypologie gibt es eine Familie von Bedarfsabweichungen (oder Störungen). Der typische Tagesbedarf wird mit einer Regressionsmethode der mittleren Tagestemperatur berechnet, dann werden die stündlichen Störungen aus der Lastkurvenfamilie gezogen.
Das stündliche Lastkurvenmodell kann unabhängig vom Jahresmodell laufen, da es den Störungsschritt auf normalisierter Basis durchführt und dann auf den Jahresbedarf skaliert, sodass ein Jahresbedarf aus anderen Quellen verwendet werden kann (z. B. Messungen).
Die Klasse SwissHeatDemandModel speichert die zum Ausführen des Modells notwendigen Parameter und ermöglicht es, die Parameter als Argumente zu übergeben, um eingebaute Werte zu überschreiben.
Zukünftiger Energiebedarf
Um Prognosen des zukünftigen Wärmebedarfs zu berechnen, bestimmen wir das potenzielle Energieeinsparpotenzial durch Sanierung für jeden Gebäudearchetyp. Ob ein Gebäude saniert wird oder nicht, kann entweder vom Benutzer festgelegt werden, oder wir wenden ein maschinelles Lernmodell (Wahrscheinlichkeitsmodell) an, das schätzt, wann ein Gebäude wahrscheinlich saniert wird.