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Vela Solaris

Automated Optimization of Solar-Thermal Systems Using Software in a Loop

By | Publikationen

Making solar thermal systems less expensive, often results in a lower system efficiency. However, the cost-benefit ratio is relevant from the perspective of the consumer. The complex impact of component-related and system-related design parameters on the economics of a complete system makes the evaluation and economical optimization difficult. Therefore, a complete simulation environment has been developed, which can automatically optimize solar-thermal systems, including collector and system parameters. The main collector module consists of a one-dimensional thermal model that was validated with a commercial solar collector. The efficiency curve and the production cost were calculated as a function of several design and construction parameters. The collector module was linked to the commercial software Polysun®, so that parametric studies can be performed with minimal effort. Optimization problems can be solved by using the Matlab® optimization toolbox. The simulation environment was used for sensitivity studies and optimization problems in order to analyze the impact of collector design-parameters with respect to system cost, system yield and economic values. We will demonstrate how a collector can be optimized and how the ideal system parameters like collector number and storage volume can be easily calculated. Finally, we will show how the optimizer is used for a given system in order to find ideal values for the absorber-sheet thickness and the number of pipes. Due to the holistic approach, the application of this tool set can be used for collector development as well as for system planning.

>> Download PDF (American Journal of Energy Engineering)

Polysun 11.1 erzielt Spitzenwerte bei der Performance

By | Pressemitteilungen

Dank der neuesten Entwicklungsarbeiten des Schweizer Softwareherstellers Vela Solaris präsentiert sich die führende Simulations- und Planungssoftware für gebäudeintegrierte Energiesysteme Polysun noch performanter.

Polysun 11.1 dark mode

Windows-Nutzer können nun zwischen einer 32- und einer 64-bit-Version wählen. Mit der 64-bit-Version kann mehr Arbeitsspeicher genutzt werden, wodurch komplexe Hydraulikschemata problemlos simuliert werden können. Auch die Installation auf Mac OS-Betriebssystemen ist optimiert worden.

Flexibel einsetzbare Netzwerklizenzen ermöglichen eine benutzerfreundlichere Lizenzverwaltung für Unternehmen und Bildungseinrichtungen. Der Vorteil der Netzwerklizenz besteht darin, dass Polysun auf mehr Computern genutzt werden kann als Lizenzen erworben worden sind. So können beispielsweise in einem Büro alle Mitarbeiter auf allen Arbeitsplätzen Polysun nutzen, sofern sie nicht gleichzeitig damit arbeiten, selbst wenn das Unternehmen über nur eine Lizenz verfügt.

Das Erstellen neuer Systemvarianten ist durch ein innovatives Feature noch einfacher geworden: Einzelne Komponenten aus bestehenden Vorlagen können nun ausgewählt und kopiert werden. Anschliessend können sie in benutzerdefinierte Hydraulikschemata eingefügt werden, wobei die Einstellungen erhalten bleiben. Dadurch wird das Arbeiten mit dem Polysun Designer deutlich beschleunigt. Durch schnelleres und effizienteres Arbeiten verbringen Polysun-Benutzer weniger Zeit vor dem Bildschirm. Zusätzlich erleichtert der neue, alternativ einstellbare Dunkelmodus das konzentrierte Arbeiten und schont die Augen.

>> PDF der Pressemitteilung

Im Tandem simulieren

By | Presseartikel

Strom und Wärme wachsen zusammen. Die Ansprüche der Kunden wachsen ebenso. Deshalb müssen Planer verschiedene Varianten durchrechnen und das Optimum finden. Das muss die Software leisten.

Foto: Alain Aerni

Alain Aerni von der Firma Soleco AG hat für sein eigenes Einfamilienhaus und den Ersatz der 19 Jahre alten Wärmepumpe mögliche Varianten sehr detailreich simuliert. Er arbeitet mit dem Simulationsprogramm Polysun, das nicht nur Photovoltaikleistung und Eigen- verbrauch simulieren kann, sondern auch Solarthermie und Wärmebedarf.

Lesen Sie den gesamten Artikel Im Tandem simulieren aus der Ausgabe 03/2019 des Fachmagazins photovoltaik.

>> PDF des Artikels
>> Planungsfirma: www.soleco.ch

Planungsfehler vermeiden dank BIM plus Gebäude- und Anlagensimulation

By | Presseartikel

Thermisch-energetische Gebäudesimulation (TEG) mit IDA ICE, Anlagensimulation mit Polysun am Praxisbeispiel des Kinderspital-Neubaus in Zürich

Visualilsierung Kinderspital Zürich - Analgesimulation mit Polysun

Visualisierung des Akutspitals (Bild: © Herzog & de Meuron)

Ganz egal ob im Bereich der Gebäudetechnik, der Energieerzeugung oder -verteilung, ein Trend ist ersichtlich: Die Systemkonzepte werden zunehmend komplexer und dynamischer. Grund dafür sind mitunter die steigenden Anforderungen im Bereich Energieeffizienz und Energieverbrauch, weshalb statische Auslegungen in der Regel nicht mehr zum Ziel bzw. zu einer stark abweichenden Performance im Betrieb führen. Eine Möglichkeit, das Entstehen des «Performance Gap» von Anfang an zu verhindern ist die Anwendung eines digitalen Planungsprozesses, der sich an den konventionellen Planungsphasen (vgl. SIA 112) orientiert. Im konkreten Fall bedeutet dies, dass von Beginn an (Vorstudie/Vorprojekt) mittels der Simulations- und Planungssoftware Polysun ein digitales Abbild des energetischen Systems erstellt und fortlaufend mit aktuellen Daten nachgeführt wird. Diese digitale Kopie dient zum einen einer transparenten Dokumentation des Projekts. Darüber hinaus wird dadurch eine Qualitätssicherung im Planungsprozess selbst sichergestellt. Fehler bei der Erstellung hydraulischer Konzepte, Regelstrategien, Komponentenauswahl und -dimensionierung usw. können so frühzeitig erkannt und behoben werden, bevor sie sich auf den realen Gebäudebetrieb auswirken.

Grunder Gruneko AG setzte Polysun bei der Planung des Kinderspital-Neubaus in Zürich ein. Bei der Gruner Gruneko AG ist man sich der Zukunftsrisiken in Form von steigenden politischen Anforderungen regionaler Gesetzgeber bewusst. Durch den Einsatz von dynamischen Berechnungsverfahren, sprich Gebäude- und Anlagensimulationen, im Planungsprozess können die Systeme bereits im Vorfeld einem Testlauf unterzogen werden. Die Gruner Gruneko AG verfolgt damit nicht nur das Ziel einer transparenten und qualitativ hochwertigen Planung, darüber hinaus zählt ein effizienter Anlagenbetrieb gleichermassen zu den Zielen. Somit profitieren ebenfalls Bauherren von einer Risikominimierung in Bezug auf die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben und der Erhöhung der Betriebssicherheit.

Lesen Sie den gesamten Artikel Vermeiden von Planungsfehlern dank BIM plus Gebäude- und Anlagensimulation aus der Ausgabe 02/2019 des Fachmagazins HK-Gebäudetechnik.

Podcast: Kalt, warm oder heiß?

By | Presseartikel

Wie mit muli-physikalischen Simulaionen das opimale Energiekonzept für Quariere ermittelt werden kann.Frieder Schmitt und Timo Richert (Vela Solaris) im Gespräch mit Dr. Harald Schäffler.

Wie kann man das optimale Energiekonzept für Quartiere ermitteln? Darüber spricht Dr. Harald Schäffler mit Timo Richert von der Firma Vela Solaris aus der Schweiz sowie Frieder Schmitt, Senior-Energieberater in Mannheim. Timo Richert erläutert, wann der Einsatz von multi-physikalischen Simulationsprogrammen Sinn macht und warum man die sektorgekoppelte Nutzung von erneuerbaren Energien nicht mit pauschalen Quoten abschätzen kann. Frieder Schmitt berichtet von einem Quartiersprojekt für die Gemeinde Harthausen in Rheinland Pfalz, wo er vier Versorgungsvarianten mit Hilfe von detaillierten Simulationen vergleichen und ökonomisch bewertet hat. Untersucht wurden die Varianten Luft-Wasser-Wärmepumpe, Kalte Nahwärme mit Erdsonden, Warme Nahwärme mit BHKW und zentraler Wärmepumpe sowie eine konventionelle Erdgasheizung. Zudem wurden auch die Wirkung von unterschiedlichen Gebäudeeffizienzstandards untersucht.

>> Link zum Podcast, Folge 21

>> Info-PDF zu diesem Podcast
>> Präsentation zum Quartierskonzept Harthausen
>> Machbarkeitsstudie Smart City Harthausen

First solar hydrogen storage in a private building in Western Switzerland : building energy analysis and schematic design

By | Publikationen
Buildings have a great potential to produce their own electricity thanks to affordable photovoltaics and available area roofs and facades. To be self‐sufficient over the year, the electricity converted to hydrogen by electrolysis during the sunny season can be re‐used with the help of fuel cells during the winter season. Self‐sufficiency of the building as well as a drastic carbon emission reduction can be obtained thanks to the introduction of PV systems coupled with Hydrogen seasonal storage. For Solar Hydrogen project, a schematic design phase is mandatory : dimensioning of the PV and storage systems, suggestion of reliable technologies available on the market, needed infrastructures and security. In this article, we introduce the case study of the first private building that will be equipped with solar hydrogen storage in western Switzerland. Dimensioning is performed with the help of the Polysun Simulation software and specific add‐in modules in python.

 

>> Download PDF (Paper CISBAT 2019 conference)

Vallidation of an Ice Storage Model and its Integration into a Solar-Ice System

By | Publikationen

Ice storages allow the storing of solar heat in a compact volume for the later use as source for a heat pump that provides heat for a building. In the paper a novel ice storage with 2 m3 water volume is described which contains heat exchanger plates for extracting the latent heat. Most of the components of the storage are made of stainless steel ensuring a long service life time. We present a detailed numerical model for heat exchanger plates that was implemented into the system simulation software Polysun. The model allows now for the first time to simulate ice storages with heat exchanger plates in Polysun. The accuracy of the modelling approach is evaluated based on lab measurements. The new ice storage model was implemented into a system simulation template in Polysun which was designed according to a field installation. The field installation includes three of the novel ice storages and will be used for the validation of the system template. The system template can be used as a design tool for solar-ice systems.

 

>> Download PDF (Paper EuroSun 2018)

BIM Use-Case: Model-Based Performance Optimization

By | Publikationen

This contribution demonstrates the application of a building information modeling (BIM) use case including solar thermal collectors, photovoltaics (PV) and passive solar heating. It aims to close the performance gap that results from inconsistencies between the individual planning phases. Furthermore, it is shown how the pairing of the building project with a digital twin allows to set up predictive maintenance services and minimize the downtime of heating systems. Simulation software is used to create coupled models of the building and its facilities. For a case of PV combined with a heat pump and passive solar heating, this paper shows how the digital model is continuously and automatically updated as conditions change. With a focus on the building’s energy demand, control parameters are optimized in alignment with the hardware. Thus, the energy demand is kept within the close range of the original estimation throughout the standard planning phases.

 

>> Download PDF (Paper EuroSun 2018)

IEC 61499 konforme Regelanwendungen für Solare Energiesysteme

By | Publikationen

Abnehmende Einspeisevergütungen und die Kombination von steigenden Netzbezugskosten und fallenden PV-Erzeugungskosten treiben den Trend für PV-Systeme weiter in Richtung der Eigenversorgung. Immer mehr Anlagenbesitzer legen sich eine Batterie und/oder eine Wärmepumpe zu. Jedoch führen politische Rahmenbedingungen, wie z. B. die Begrenzung der Netzeinspeisung, zum Bedarf nach immer komplexeren, intelligenten Betriebsstrategien.

 

>> Download PDF (Paper PV-Symposium 2018)

>> www.pv-symposium.de