SWIVT-Controller

Als SWIVT-Controller wird am IMS eine umfangreiche, selbstentwickelte Umgebung bezeichnet, welche im Rahmen der SWIVT-Projekte zur Optimierung der Auslegung und des Betriebs des Energiesystems der SWIVT-Siedlung genutzt wird.

Den Kern des SWIVT-Controllers bildet eine mathematische Formulierung eines Optimierungsproblems, welches alle relevanten energetischen Strukturen und Bedingungen der Siedlung und des Energiesystems abbildet. Hierbei werden die Ansätze der gemischt-ganzzahlig linearen Programmierung genutzt, welche sich für Energiesysteme mit Speicherkomponenten als äußerst vielversprechend herausgestellt haben. Die Zielfunktion des Problems kann individuell sowohl auf ökonomische als auch auf ökologische Aspekte des Betriebs und der Auslegung festgelegt werden, sodass mit der Optimierung verschiedene Ziele verfolgt werden können.

Logische Verschaltung der elektrischen und thermischen Netze im SWIVT-Controller

Das mit dem SWIVT-Controller darstellbare Energiesystem kann aus verschiedenen regenerativen und konventionellen Komponenten bestehen. Beispielhaft sind hier BHKWs, Heizkessel, Wärmepumpen, Erdwärmesonden, Photovoltaikanlagen und elektrische und thermische Speicher verschiedener Arten zu nennen. Optimiert werden dann die Auswahl und Dimensionierung potenziell möglicher Komponenten sowie deren zeitlich aufgelöster Betrieb. Hieraus ergeben sich auch die beiden Hauptanwendungsfälle des SWIVT-Controllers. Zum einen kann dieser für die integrierte Planung neuer Wohnquartiere und deren Energiesysteme eingesetzt werden, wie es in mehreren Iterationen in den SWIVT-Projekten praktiziert wird. Zum anderen kann die Generierung von optimierten „Fahrplänen“ für bestehende Energiesysteme im Realbetrieb genutzt werden, um Sollwerte für Energiesystemsteuerungen zu generieren.

Screenshot der grafischen Oberfläche

Neben dem Optimierungskern wurde ein umfangreiches Bewertungsmodul entwickelt, welches die Auslegung und den Betrieb definierter Energiesystemvarianten auf der Basis einer zwanzigjährigen Betriebsphase detailliert analysiert und darstellt. Hierbei werden neben Detailergebnissen vor allem zusammenfassende ökologische und ökonomische Kennzahlen generiert, welche den schnellen und „fairen“ Vergleich verschiedener Realisierungsvarianten von Energiesystemen in Verbindung mit baulichen Maßnahmen zulassen.

Der SWIVT-Controller wird am IMS mit Partnern in verschiedenen Aspekten stetig weiterentwickelt. Zur besseren Bedienbarkeit existiert eine grafische Oberfläche zum Starten und Überwachen von Optimierungen sowie eine standardisierte Erstellung von verschiedenen Ergebnisfiles.