VerNet-LEM

Ziel des Projekts ist es, eine kleinräumige, wetterabhängige Prognose für die Einspeiseleistung und den Verbrauch zu erstellen und damit die Kompatibilität der Rechenressourcen mit den im Verteilnetz installierten Komponenten und Leitungen zu bewerten. In einem weiteren Schritt werden die zu ergreifenden Maßnahmen simuliert und bewertet. Abschließend wird ein Prognose- und Simulationssystem entwickelt, mit dem Netzbetreiber den Betrieb in Verteilnetzen optimieren können.

Projektbeschreibung

Aufgrund der Verlagerung der Stromproduktion von zentralisierten Kraftwerken zu dezentraler Stromerzeugung mit erneuerbaren Energien hat sich die Rolle der lokalen Verteilungsnetze verändert. Ursprünglich sollten diese Netze Strom von einer zentralen Quelle an die Verbraucher verteilen. Die zunehmende Anzahl von klimabedingten dezentralen Energieerzeugungssystemen, die an lokale Verteilungsnetze wie Photovoltaik angeschlossen sind, beeinflussen jedoch heute die Netzstabilität. Netzwerkbetreiber benötigen daher eine Entscheidungshilfe, um die Netzwerkunsicherheit zu bewältigen. Als zentraler Bestandteil des Entscheidungsunterstützungssystems wird eine klimagerechte Vorhersage der Einspeisung mit hoher räumlicher Auflösung benötigt. In diesem Projekt wird eine Methode zur Vorhersage der Einspeisung von Strom aus Photovoltaik, basierend auf georeferenzierter Stromproduktion und meteorologischen Daten, entwickelt.

In einem separaten Arbeitspaket wird das letzte Standardprofil für den Stromverbrauch im Verlauf verschiedener Jahreszeiten sowie auf täglicher Basis untersucht und analysiert. Anschließend werden Korrelationen zwischen dem Energieverbrauch und verschiedenen meteorologischen Faktoren erstellt, um die Auswirkungen dieser Faktoren zu untersuchen.

Das VerNet-LEM-Projekt stellt Folgendes bereit:

  • Vorhersage-Algorithmus für die Stromerzeugung und den -verbrauch
  • Entscheidungsunterstützungssystem zum Vergleich der Auswirkungen verschiedener Regulierungsmaßnahmen unter Verwendung des General Indicator Model (GIM)
  • Formalisierung einzelner regulatorischer Maßnahmen und Schaffung funktionaler Beziehungen mit Hilfe des Indikatormodellierungsrahmens und dem GIM

Zeitraum

2016-2018

Ansprechpartner

M.Sc. Mostafa Elfouly

Publikationen

2018

  • Elfouly, Mostafa; Donaubauer, Andreas; Kolbe, Thomas H.: Prediction of feed-in power from photovoltaics in local distribution networks. PFGK18 - Photogrammetrie - Fernerkundung - Geoinformatik - Kartographie, 37. Jahrestagung in München 2018 (Publikationen der Deutschen Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation e.V. 27), Deutsche Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation e.V., 2018, 199-212 mehr… BibTeX
  • Fuchs, Dominik: Berechnung des Energiebedarfs von Wohngebäuden auf Basis von semantischen 3D-Stadtmodellen am Beispiel der Gemeinde Poing. Bachelorarbeit, 2018 mehr… BibTeX
  • Kutzner, Tatjana; Hijazi, Ihab; Kolbe, Thomas H.: Semantic Modelling of 3D Multi-utility Networks for Urban Analyses and Simulations – The CityGML Utility Network ADE. International Journal of 3-D Information Modeling (IJ3DIM) 7 (2), 2018, 1-34 mehr… BibTeX
  • Willenborg, Bruno; Pültz, Martin; Kolbe, Thomas H.: Integration of Semantic 3D City Models and 3D Mesh Models for Accuracy Improvements of Solar Potential Analyses. Proceedings of the 13th International 3D GeoInfo Conference 2018 (ISPRS Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences), ISPRS, 2018, 223-230 mehr… BibTeX

2017

  • Chaturvedi, Kanishk; Willenborg, Bruno; Sindram, Maximilian; Kolbe, Thomas H.: Solar Potential Analysis and Integration of the Time-dependent Simulation Results for Semantic 3D City Models Using Dynamizers. Proceedings of the 12th International 3D GeoInfo Conference 2017 (ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences), ISPRS, 2017, 25-32 mehr… BibTeX
  • Hijazi, Ihab; Kutzner, Tatjana; Kolbe, Thomas H.: Use Cases and their Requirements on the Semantic Modeling of 3D Supply and Disposal Networks. Kulturelles Erbe erfassen und bewahren - Von der Dokumentation zum virtuellen Rundgang, 37. Wissenschaftlich-Technische Jahrestagung der DGPF (Publikationen der Deutschen Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation (DGPF) e.V.), Deutsche Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation e.V., 2017, 288-301 mehr… BibTeX
  • Huang, Jingsui: Assessing the Potential of Rooftop Photovoltaics in Greater Cairo, Egypt Using Two GIS-based Approaches (ArcGIS Model and CityGML): A Case Study of Al Rehab. Masterarbeit, 2017 mehr… BibTeX
  • Willenborg, Bruno; Sindram, Maximilian; Kolbe, Thomas H.: Applications of 3D City Models for a better understanding of the Built Environment. In: Behnisch, Martin; Meinel, Gotthard (Hrsg.): Trends in Spatial Analysis and Modelling. Springer International Publishing, 2017, 167-191 mehr… BibTeX

2016

  • Eberle, Benjamin Tim: Validierung von geschätzten Sonneneinstrahlungswerten anhand von Messdaten des Deutschen Wetterdienstes für die Standorte Potsdam und Weihenstephan. Bachelorarbeit, 2016 mehr… BibTeX
  • Kausika, Bhavya; Moshrefzadeh, Mandana; Kolbe, Thomas H.; van Sark, Wilfried: 3D Solar Potential Modelling and Analysis: A case study for the city of Utrecht. 32nd European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, EUPVSEC 2016, 2016 mehr… BibTeX
  • Kreuzpaintner, David: Texturgenerierung aus Punktrastern für 3D-Gebäudemodelle. Bachelorarbeit, 2016 mehr… BibTeX
  • Nguyen, Son H.: Model-driven General Indicator Modelling exemplified by the Building Thermal Energy Assessment Standard DIN 18599-2. IDP-Arbeit, 2016 mehr… BibTeX

2015

  • Willkomm, Philipp; Kaden, Robert; Coors, Volker; Kolbe, Thomas H. (Hrsg.): Leitfaden 3D-GIS und Energie. Runder Tisch GIS e.V., 2015 mehr… BibTeX
  • Kaden, Robert; Elfouly, Mostafa; Kolbe, T.H.: The CityGML Energy ADE - An International Standardization Effort for the Extension of 3D City Models to Support Energetic Building Analysis. Innovations for Energy Systems, Mobility, Buildings and Materials, printy - Digitaldruck & Kopierservice, 20155th Energy Colloquium of the Munich School of Engineering mehr… BibTeX
  • Nouvel, Romain; Bahu, Jean-Marie; Kaden, Robert; Kaempf, Jerome; Cipriano, Piergiorgio; Lauster, Moritz; Häfele, Karl-Heinz; Munoz, Esteban; Tournaire, Olivier; Casper, Egbert: Development of the CityGML Application Domain Extension Energy for Urban Energy Simulation. Building Simulation 2015 - 14th Conference of the International Building Performance Simulation Association, 2015, 559-564 mehr… BibTeX
  • Nouvel, Romain; Kaden, Robert; Bahu, Jean-Marie; Kaempf, Jerome; Cipriano, Piergiorgio; Lauster, Moritz; Benner, Joachim; Munoz, Esteban; Tournaire, Olivier; Casper, Egbert: Genesis of the CityGML Energy ADE. Proceedings of International Conference CISBAT 2015 on “Future Buildings and Districts Sustainability from Nano to Urban Scale, LESO-PB, EPFL, 2015, 931-936 mehr… BibTeX
  • Zahn, Wolfgang: Sonneneinstrahlungsanalyse auf und Informationsanreicherung von großen 3D-Stadtmodellen im CityGML-Schema. Masterarbeit, 2015 mehr… BibTeX
  • Zirak, Maryam: A Model-driven Approach for Linking Building Thermal Energy Assessment Standards and the CityGML Energy Application Domain Extension (ADE) using UML. Masterarbeit, 2015 mehr… BibTeX

2014

  • Bartels, Marie; Becker, Thomas; Hahne, Michael; Hempel, Leon; Kolbe, Thomas H.; Lieb, Renate: Simulation von Kaskadeneffekten beim Ausfall von Infrastrukturen. zfv - Zeitschrift für Geodäsie, Geoinformation und Landmanagement (4), 2014, 217-223 mehr… BibTeX
  • Casper, Egbert; Häfele, Karl-Heinz; Kaden, Robert: OGC standard CityGML opens up new applications in energy simulation. Journal of the National Institute of Building Sciences 2 (6), 2014, 30-32 mehr… BibTeX
  • Kaden, Robert: Berechnung der Energiebedarfe von Wohngebäuden und Modellierung energiebezogener Kennwerte auf der Basis semantischer 3D-Stadtmodelle. Dissertation, 2014 mehr… BibTeX
  • Kaden, Robert; Kolbe, Thomas H.: Simulation-Based Total Energy Demand Estimation of Buildings using Semantic 3D City Models. International Journal of 3-D Information Modeling 3 (2), 2014, 35-53 mehr… BibTeX
  • Offer, Julia; Kaden, Robert; Kastner, Oliver; Zimmermann, Günter; Kolbe, Thomas H.: Entwicklung eines GIS-Werkzeugs zur Untersuchung geothermischer Energieproduktionspotenziale. Angewandte Geoinformatik 2014, Wichmann Verlag, 2014Tagungsband zur Konferenz AGIT 2014, 127-136 mehr… BibTeX
  • Yao, Zhihang; Sindram, Maximilian; Kaden, Robert; Kolbe, Thomas H.: Cloud-basierter 3D-Webclient zur kollaborativen Planung energetischer Maßnahmen am Beispiel von Berlin und London. In: Kolbe, Thomas H.; Bill, Ralf; Donaubauer, Andreas (Hrsg.): Geoinformationssysteme 2014. Wichmann, 2014 mehr… BibTeX

2013

  • Banfi, Daniel: Energiebedarfsanalyse urbaner Räume anhand des semantischen Modells und Austauschformats CityGML. Masterarbeit, 2013 mehr… BibTeX
  • Becker, Thomas; Nagel, Claus; Kolbe, Thomas H.: Semantic 3D modeling of multi-utility networks in cities for analysis and 3D visualization. In: Pouliot, Jacynthe; Daniel, Sylvie; Hubert, Frédéric; Zamyadi, Alborz (Hrsg.): Progress and New Trends in 3D Geoinformation Sciences. Springer, 2013, 41-62 mehr… BibTeX
  • Biernath, Felix: Berechnung der Wärmeenergiebedarfe von Gebäuden und deren Validierung anhand tatsächlicher Verbrauchsdaten. Bachelorarbeit, 2013 mehr… BibTeX
  • Kaden, Robert; Kolbe, Thomas H.: City-Wide Total Energy Demand Estimation of Buildings using Semantic 3D City Models and Statistical Data. Proc. of the 8th International 3D GeoInfo Conference, 2013 mehr… BibTeX
  • Kaden, Robert; Nagel, Claus; Herreruela, Javier; Kolbe, Thomas H.: Kopplung von 3D-Stadtmodellen mit Cloud-Diensten. Neue Horizonte für Geodateninfrastrukturen – Open GeoData, Mobility, 3D-Stadt, 2013 mehr… BibTeX
  • Kaden, Robert; Prytula, Michael; Krüger, Andreas; Kolbe, Thomas H.: Energieatlas Berlin: Vom Gebäude zur Stadt – Am Beispiel zur Abschätzung der Wärmeenergiebedarfe von Gebäuden. Geoinformationssysteme 2013 - Beiträge zum 18. Münchner Fortbildungsseminar Geoinformationssysteme, 2013, 17-32 mehr… BibTeX
  • Kastner, Oliver; Huenges, Ernst; Bredel-Schürmann, Stefan; Kolbe, Thomas H.; Kabus, Frank: Geothermische Wärmeversorgung von Metropolen aus dem Tiefengestein am Beispiel Berlins. Zusammenarbeit von Forschung und Wirtschaft für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz - Beiträge zur FVEE-Jahrestagung 2012, ForschungsVerbund Erneuerbare Energie (FVEE), 2013 mehr… BibTeX

2012

  • Kaden, Robert; Krüger, Andreas; Kolbe, Thomas H.: Energy Atlas Berlin. 2012 mehr… BibTeX
  • Kaden, Robert; Krüger, Andreas; Kolbe, Thomas H.: Integratives Entscheidungswerkzeug für die ganzheitliche Planung in Städten auf der Basis von semantischen 3D-Stadtmodellen am Beispiel des Energieatlasses Berlin. Tagungsband der Wissenschaftlich-Technischen Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation (DGPF) in Potsdam, 2012 (Publikationen der Deutschen Gesellschaft für Photogrammetrie, Fernerkundung und Geoinformation (DGPF) e.V.), 2012 mehr… BibTeX
  • Krüger, Andreas; Kolbe, Thomas H.: Building Analysis for Urban Energy Planning Using Key Indicators on Virtual 3D City Models: The Energy Atlas of Berlin. Proceedings of the ISPRS Congress 2012 in Melbourne (ISPRS International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences), ISPRS, 2012 mehr… BibTeX
  • Sindram, Maximilian; Zimmer, Markus: Die Zukunft der Energiemärkte – Ein GIS-gestützter Ansatz. Geoinformationssysteme – Beiträge zum 17. Münchner Fortbildungsseminar 2012, Wichmann, 2012, 283-289 mehr… BibTeX

2011

  • Becker, Thomas; Nagel, Claus; Kolbe, Thomas H.: Integrated 3D Modeling of Multi-utility Networks and Their Interdependencies for Critical Infrastructure Analysis. In: Advances in 3D Geo-Information Sciences. Springer, 2011, 1--20 mehr… BibTeX

2010

  • Carrión, Daniel; Lorenz, Alexandra; Kolbe, Thomas H.: Estimation of the energetic rehabilitation state of buildings for the city of Berlin using a 3D city model represented in CityGML. ISPRS Conference: International Conference on 3D Geoinformation. XXXVIII-4, ISPRS, 2010 mehr… BibTeX