Automatisierter Netzentwurf und Optimierung als Baustein der Fernwärmeplanung

Der Ausbau von Fernwärmenetzen gewinnt im Zuge der kommunalen Wärmeplanung weiter an Bedeutung. Gleichzeitig steigt der Aufwand für Planung, Variantenbildung und Bewertung, da räumliche Daten, Verbrauchsinformationen und hydraulische Randbedingungen konsistent zusammengeführt werden müssen. Insbesondere in frühen Planungsphasen fehlt es häufig an Werkzeugen, die eine schnelle und dennoch belastbare Erzeugung von Netzentwürfen ermöglichen.

Fernwärme
Rohrdimensionierung im Ausbaugebiet (visuelle Auswertung in QGIS1-Fachschale Q-Connector). Foto: Fischer-Uhrig Engineering GmbH

Mit dem Tool DH-DRAFT wird die STANET®-Umgebung um eine integrierte Lösung für den automatisierten Netzentwurf und die Netzoptimierung erweitert. DH-DRAFT ist ein Zusatzmodul der STANET® Workbench und verbindet die bewährte Netzberechnung von STANET® mit GIS-gestützten Planungsfunktionen. Ziel ist es, den Übergang von der räumlichen Analyse potenzieller Versorgungsgebiete hin zu rechenfähigen Fernwärmenetzmodellen zu vereinfachen.

Automatisiert vom Versorgungsgebiet zum Netzmodell

Eine wesentliche Funktionalität von DH-DRAFT liegt in der automatischen Erzeugung von Netzentwürfen. Auf Grundlage abgegrenzter Planungsgebiete und importierter Wärmebedarfsdaten werden Leitungsstrukturen, Netzverzweigungen und Verbrauchsanschlüsse generiert. Dadurch lassen sich auch größere Gebiete oder Quartiere effizient modellieren, ohne dass sämtliche Netzelemente manuell erstellt werden müssen. Bestehende Netze können dabei als Ausgangspunkt für Ausbauplanungen berücksichtigt werden.

An den Grobentwurf schließt sich die Optimierung der Netztopologie an. Rohrdimensionen und Netzstrukturen werden automatisiert an hydraulische Anforderungen und hinterlegte Kostenparameter angepasst. Die Ergebnisse bilden in Form von Optimierungsläufen verschiedene Szenarien ab und lassen sich in der eigens entwickelten QGIS1-Fachschale visuell auswerten und vergleichen, z. B. durch die Darstellung erforderlicher Rohrdimensionen in verschiedenen Ausbauvarianten. Dies erleichtert die technische und ökonomische Bewertung alternativer Varianten und unterstützt Entscheidungsprozesse in der Netz- und Wärmeplanung.

DH-DRAFT richtet sich an Anwender aus der Fernwärmeplanung, die ihre bestehenden STANET®-Workflows um GIS-basierte Entwurfs- und Optimierungsfunktionen ergänzen möchten. Entwickelt wird das Tool von der Fischer-Uhrig Engineering GmbH, einem Unternehmen mit Schwerpunkt auf Softwarelösungen und Planungstools für die Energie- und Versorgungswirtschaft mit über 40-jähriger Tradition.

1 QGIS ist eine freie und quelloffene Geoinformationssystem-Software. Weitere Informationen unter www.qgis.org.

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