Grundlagen

EPOS-Plan bildet die Energieversorgung eines Gebäudes, eines Betriebs oder eines Quartiers als zusammenhängendes System ab: Klima und Bedarf auf der einen Seite, Erzeuger, Speicher und Hydraulik auf der anderen, dahinter die Wirtschaftlichkeit. Alle Größen werden über ein volles Jahr simuliert – Wärmeseite und Photovoltaik in 8 760 Stundenschritten, Stromspeicher und Lastspitzenkappung in 35 040 Viertelstundenschritten –, sodass Gleichzeitigkeit, Speicherwirkung und Eigenverbrauch nicht abgeschätzt, sondern gerechnet werden.

Diese Seite gibt einen kurzen Überblick über die Bausteine des Programms. Die Unterseiten zu Erzeugern und Speichern erklären jede Technik knapp – Funktionsprinzip, Kennzahlen, typische Größen, Einsatz und Grenzen. Wie die Technik in EPOS-Plan eingebunden und eingestellt wird, mit Beispiel, Zusammenspiel und Fallstricken, steht jeweils auf der verlinkten Seite der Programmdokumentation.

Randbedingungen

Am Anfang stehen Standort und Bedarf. Sie bestimmen alle nachfolgenden Ergebnisse und sollten deshalb zuerst festgelegt und geprüft werden.

• Klimadaten – Stündliche Temperatur- und Strahlungsdaten, Höhenlage, Auslegungstemperatur und Heizgrenze.
• Wärmebedarfsrechnung – Heizwärme, Warmwasser, Prozesswärme und Netzverluste – aus Kennwerten oder aus Verbrauchsdaten.
• Strombedarf und Lastprofile – Lastgänge für Wohnen, Gewerbe und Industrie, Lastspitzen und zusätzliche Verbraucher aus der Wärmeseite.
• Brauchwasser – Bedarf, Zirkulation, Speicher und Frischwasserstation, Einbindung als Wärmesenke.
• Prozesswärme – Schichtbetrieb, Temperaturniveau und Einbindung über Direktsenke oder Prozesspuffer.
• Gebäudemodell VDI 6007 – Stundenmodell mit Speichermassen, Zonen, Heizen oder Kühlen je Tag, Sollwerte und Aufheizoptimierung.
• Bauteile am Erdreich – Bodenplatte und Kellerwand mit Erdreichwiderstand nach DIN EN ISO 13370, charakteristisches Maß B′.
• Brauchwasser-Zapfprofile – Warmwasserbedarf aus Nutzungszonen nach VDI 6002, Tagesgang, Zufallsweg mit Seed.
• Gemeinjahr und Feiertage – 365 Tage im Wochentagsraster der Klimaregion, Osterregel, Buß- und Bettag, Preisreihe mit Jahr.

Erzeuger

EPOS-Plan ordnet die Wärmeerzeuger in einer Kaskade mit vier Plätzen und rechnet ihr Zusammenspiel Stunde für Stunde durch.

• Wärmepumpe – Leistungszahl und Kennfeld, Jahresarbeitszahl, Wärmequellen, Vorlauftemperatur, Bivalenz und Booster.
• Wärmequelle Erdreich – Erdwärmesonde und Erdwärmekollektor, Quelltemperatur im Jahresverlauf, Entzugsleistung, Regeneration und Auslegung nach VDI 4640.
• BHKW – Kraft-Wärme-Kopplung, Stromkennzahl und Wirkungsgrade, Fahrweisen und Auslegung nach Vollbenutzungsstunden.
• Solarkollektoren – Wirkungsgrad nach EN 12975, Kollektortypen, Ausrichtung, typische Flächen und Überschuss.
• Photovoltaik – Ertragsmodell, Teilfelder und Ausrichtung, Eigenverbrauch und Autarkie.
• Wechselrichter – MPP-Tracker und Spannungsfenster, Wirkungsgrad, Dimensionierungsfaktor und Abregelung.
• Kessel und Spitzenlast – Brennwert-, Biomasse- und Elektrokessel, Fernwärme, Auslegung und Taktverhalten.
• Kühlung – Kühllast und Kältebedarf, reversible Wärmepumpe, EER und SEER, Kaltwassertemperaturen, Taupunkt und freie Kühlung.

Speicher

Speicher entkoppeln Erzeugung und Bedarf. Ihre Größe und Bewirtschaftung entscheiden über Eigenverbrauch, Laufzeiten und Wirkungsgrad des gesamten Systems.

• Pufferspeicher – Kapazität und Spreizung, Schichtung, Bereitschaftsverluste, Schaltschwellen und typische Volumina.
• Stromspeicher – Kenngrößen, Lade- und Entladestrategie, Dimensionierung, Lastspitzenkappung und die thermische Alternative.

System und Hydraulik

Erst die hydraulische Einbindung macht aus einzelnen Komponenten eine funktionierende Anlage.

• Hydraulikschemata – Prinzipschemata für Wärmepumpe, Booster, Speicher und Spitzenlast mit Vor- und Nachteilen.
• Anlagenkopplung und Regelung – Stufen der Kopplung von Gebäude und Anlage, Heizkurve, Fahrplan, Übergabegrenze und Kälteschranke.
• Vergleich Energiebilanz – Bilanzgrenzen, Referenzvariante, Endenergie, Primärenergie und Emissionen im Variantenvergleich.

Wirtschaftlichkeit

Aus den Energieflüssen der Simulation entstehen unmittelbar die Zahlungsströme. Investition, Betriebskosten und Erlöse werden über den Betrachtungszeitraum bewertet.

• Kostenrechnung – Investition, Instandhaltung, Brennstoff- und Strombezugskosten, Preissteigerung und Förderung.
• Erlösrechnung – Stromvergütung, vermiedene Netzentgelte, Wärmeerlöse und Datengrundlage aus der Simulation.
• Wirtschaftlichkeitsrechnung – Kapitalwert, Annuität, Wärmegestehungskosten, Amortisation und Sensitivitäten.

Weiterführende Seiten

Wie die einzelnen Bausteine im Programm zusammenwirken, beschreibt der Programmablauf. Konkrete Projekte mit Zahlen zeigen die Anwendungsbeispiele, den schnellen Einstieg die Kurzanleitung.

Grundlagen

• Klimadaten
• Wärmebedarfsrechnung
• Strombedarf und Lastprofile
• Brauchwasser
• Prozesswärme
• Gebäudemodell VDI 6007
• Bauteile am Erdreich
• Brauchwasser-Zapfprofile
• Gemeinjahr und Feiertage
• Wärmepumpe
• Wärmequelle Erdreich
• BHKW
• Solarkollektoren
• Photovoltaik
• Wechselrichter
• Kessel und Spitzenlast
• Kühlung
• Pufferspeicher
• Stromspeicher
• Hydraulikschemata
• Anlagenkopplung und Regelung
• Vergleich Energiebilanz
• Kostenrechnung
• Erlösrechnung
• Wirtschaftlichkeitsrechnung