{"id":4130,"date":"2025-07-08T06:26:18","date_gmt":"2025-07-08T04:26:18","guid":{"rendered":"https:\/\/ghetool.eu\/?post_type=knowledgebase&#038;p=4130"},"modified":"2025-07-10T06:24:46","modified_gmt":"2025-07-10T04:24:46","slug":"die-simulation-hybrider-systeme","status":"publish","type":"knowledgebase","link":"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/knowledgebase\/simulating-hybrid-systems\/","title":{"rendered":"Simulation von Hybridsystemen mit GHEtool"},"content":{"rendered":"<p>Bisher bot GHEtool die M\u00f6glichkeit, Hybridsysteme zu optimieren, aber heute f\u00fchren wir ein ganz neues Simulationsmodul ein. Da nun sowohl Simulation als auch Optimierung verf\u00fcgbar sind, steht Ihnen ein kompletter Werkzeugkasten zur Verf\u00fcgung, um bessere und effizientere geothermische Hybridsysteme zu entwerfen.<\/p>\n<p><iframe title=\"Simulation hybrider Systeme\" width=\"800\" height=\"450\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/IYHfqGqV1p4?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe><\/p>\n<h2>Was Sie \u00fcber Hybridsysteme wissen m\u00fcssen<\/h2>\n<p>Wir haben bereits mehrere Artikel \u00fcber die Optimierung von Hybridsystemen geschrieben. Unter <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wissensdatenbank\/hybridsysteme-und-geothermisches-potenzial\/\">ein erster Artikel<\/a>, haben wir das Konzept der Hybridsysteme und des geothermischen Potenzials vorgestellt. Hybridsysteme wurden definiert als die Kombination verschiedener Heiz- und K\u00fchltechnologien, die zusammen den W\u00e4rmebedarf des Geb\u00e4udes decken. Dies kann eine Erdw\u00e4rmepumpe in Kombination mit einer Luftw\u00e4rmepumpe, ein Trockenk\u00fchler mit einer Erdw\u00e4rmepumpe usw. sein.<\/p>\n<p>Die Dimensionierung eines Hybridsystems ist nicht trivial - ganz zu schweigen von einem geothermischen Hybridsystem. Deshalb haben wir in <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wissensdatenbank\/hybride-systeme-und-entwurfsmethodik\/\">ein zweiter Artikel<\/a>, Um dies zu erreichen, haben wir zwei Planungsmethoden eingef\u00fchrt: die Leistungsoptimierung und die Energieoptimierung. Der erste Ansatz f\u00fchrt zu einem System mit den niedrigsten Investitionskosten (aufgrund der \u00dcberdimensionierung des 0%), aber ein Teil des geothermischen Potenzials bleibt ungenutzt. Optimiert man das System stattdessen f\u00fcr einen maximalen Energieaustausch, wird das AKW bewusst \u00fcberdimensioniert, um mehr Energie mit dem Boden auszutauschen, was die Betriebskosten senkt. Ein Beispiel hierf\u00fcr wurde behandelt in <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wissensdatenbank\/hybride-systeme-und-ghetool-cloud\/\">ein dritter Artikel<\/a>.<\/p>\n<p>Eine weitere Neuerung war die Einf\u00fchrung eines allgemeineren Ansatzes: die Optimierung des Gleichgewichts, wie sie in unserer <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/ghetool.eu\/de_de\/wissensdatenbank\/hybridsysteme-optimieren-das-gleichgewicht\/\">vierter Artikel<\/a>. Hier k\u00f6nnen Sie sicherstellen, dass die Verteilung zwischen geothermischer Energie\/Strom und den Hilfssystemen so erfolgt, dass nur ein bestimmtes, kontrolliertes Ungleichgewicht bleibt.<\/p>\n<p>Zusammen bilden diese drei Methoden ein leistungsf\u00e4higes Instrumentarium f\u00fcr die Suche nach optimalen L\u00f6sungen. Ein Schl\u00fcsselelement fehlte jedoch noch: die Flexibilit\u00e4t zur Umsetzung Ihrer eigenen Kontrollstrategie.<\/p>\n<h2>Simulation hybrider Systeme<\/h2>\n<h3>Der Unterschied zwischen Optimierung und Simulation<\/h3>\n<p>Alle derzeit in GHEtool Cloud verf\u00fcgbaren Methoden sind Optimierungsmethoden. Das bedeutet, dass Sie bei bestimmten Randbedingungen - wie einer festen Bohrfeldgr\u00f6\u00dfe und einem st\u00fcndlichen W\u00e4rmebedarf - den geothermischen Anteil maximieren, indem Sie entweder die Leistung, die Energie oder die Bilanz optimieren. Dieser Prozess kann etwas langsam sein, da er zahlreiche Iterationen erfordern kann, und genau hier kommt die Flexibilit\u00e4t der Simulation ins Spiel.<\/p>\n<p>Bei der Simulation eines Hybridsystems gehen Sie immer noch von denselben bekannten Bedingungen aus (Gr\u00f6\u00dfe des Bohrlochs und st\u00fcndlicher W\u00e4rmebedarf), aber jetzt definieren Sie auch die Regelungsstrategie Ihres Hybridsystems. Das hei\u00dft, bei welcher Schwellentemperatur schaltet sich eine bestimmte Technologie ein oder aus? Mit dieser Strategie und einer gegebenen Wetterdatei kann der geothermische Bedarf direkt auf der Grundlage der Steuerungslogik berechnet werden - eine Iteration ist nicht mehr erforderlich. Dadurch werden die Simulationen erheblich schneller. Der Nachteil ist jedoch, dass Sie nicht unbedingt mit der optimalen L\u00f6sung arbeiten.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>!Hinweis<\/strong><strong><br \/>\n<\/strong>Wenn Sie die Optimierungsmethoden verwenden, wird eine Regelungsstrategie vorausgesetzt. Da Sie m\u00f6chten, dass Ihre Fluidtemperaturen innerhalb bestimmter Grenzen bleiben, wird der Optimierungsalgorithmus die Last entsprechend anpassen, um diese Anforderung zu erf\u00fcllen. Obwohl diese Regelungsstrategie in der Realit\u00e4t durch die Verwendung eines auf der Temperatur der geothermischen Fl\u00fcssigkeiten basierenden Reglersollwerts nachgebildet werden k\u00f6nnte, ist dies nicht einfach zu bewerkstelligen.<br \/>\n<\/span><\/p><\/blockquote>\n<h3>Drei Beispiele f\u00fcr die Simulation von Hybridsystemen<\/h3>\n<p>Stellen Sie sich vor, Sie haben ein gro\u00dfes gewerblich genutztes Geb\u00e4ude, in dem ein Teil der Last durch ein GSHP und ein Teil durch ein ASHP gedeckt wird. Da Sie wissen, dass Ihr ASHP bei einer Au\u00dfenlufttemperatur von \u00fcber 10 \u00b0C einen h\u00f6heren Wirkungsgrad hat als Ihr GSHP, ist es - vom Standpunkt des Stromverbrauchs aus betrachtet - sinnvoll, das ASHP anstelle des GSHP zu verwenden. Dies kann einfach modelliert werden, indem das ASHP als ein <em>Hybrid-Heiztechnologie, die oberhalb einer bestimmten Temperatur arbeitet<\/em>.<\/p>\n<p>Eine andere Situation kann z. B. bei einer Renovierung auftreten. Stellen Sie sich vor, Sie haben ein (nicht so gut isoliertes) Schulgeb\u00e4ude mit Hochtemperatur-Emissionssystemen, die von einem Gaskessel gespeist werden. Im Herbst und im Fr\u00fchjahr kann die AKW dieses Geb\u00e4ude perfekt beheizen, aber wenn es drau\u00dfen zu kalt wird, schaltet sich der Gaskessel ein, um die erforderlichen h\u00f6heren Temperaturen bereitzustellen. Dies l\u00e4sst sich mit Hilfe eines <em>Hybrid-Heizsystem, das unterhalb einer Temperaturschwelle arbeitet<\/em>.<\/p>\n<p>Ein letztes Beispiel k\u00f6nnte ein B\u00fcrogeb\u00e4ude sein, in dem das L\u00fcftungsger\u00e4t (AHU) Schwierigkeiten hat, die Luft mit den passiven Temperaturen des Bohrlochs zu k\u00fchlen, wenn es drau\u00dfen zu hei\u00df ist. Eine L\u00f6sung k\u00f6nnte darin bestehen, das RLT-Ger\u00e4t mit einer aktiven Komponente auszustatten, die sich einschaltet und f\u00fcr <em>hybride K\u00fchlung ab einer bestimmten Temperaturschwelle<\/em>.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #3366ff;\"><strong>!Hinweis<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #3366ff;\">Es gibt auch eine vierte M\u00f6glichkeit, bei der ein Hybridsystem f\u00fcr K\u00fchlung sorgt, wenn die Au\u00dfenlufttemperatur unter ein bestimmtes Niveau f\u00e4llt. Dies k\u00f6nnte z. B. eine Nachtl\u00fcftungsk\u00fchlung sein. Da es sich hierbei nicht wirklich um ein \u2018System\u2019 handelt, wird diese Option - obwohl sie in GHEtool vorhanden ist - nicht weiter er\u00f6rtert.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<p>Im Folgenden wird er\u00f6rtert, wie Sie GHEtool Cloud verwenden k\u00f6nnen, um diese Systeme zu simulieren.<\/p>\n<h2>Simulation von Hybridsystemen mit GHEtool Cloud<\/h2>\n<p>In GHEtool haben Sie jetzt die M\u00f6glichkeit (wenn Sie ein st\u00fcndliches Lastprofil hochgeladen haben), bei der Berechnung des Temperaturprofils ein Hybridsystem hinzuzuf\u00fcgen. Ein Screenshot des Eingabebereichs ist unten abgebildet.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #0000ff;\"><strong>!Hinweis<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #0000ff;\">Da es sich bei der Simulation, wie oben beschrieben, nicht um einen iterativen Prozess handelt, ist es auch m\u00f6glich, bei der Berechnung der erforderlichen Bohrlochtiefe ein hybrides System einzusetzen.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<figure id=\"attachment_4133\" aria-describedby=\"caption-attachment-4133\" style=\"width: 1598px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4133 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Hybrid-system-in-GHEtool-Cloud.png\" alt=\"Druckbild des Moduls der Hybridsysteme in GHEtool Cloud.\" width=\"1598\" height=\"447\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Hybrid-system-in-GHEtool-Cloud.png 1598w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Hybrid-system-in-GHEtool-Cloud-300x84.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Hybrid-system-in-GHEtool-Cloud-1024x286.png 1024w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Hybrid-system-in-GHEtool-Cloud-768x215.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Hybrid-system-in-GHEtool-Cloud-1536x430.png 1536w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Hybrid-system-in-GHEtool-Cloud-18x5.png 18w\" sizes=\"(max-width: 1598px) 100vw, 1598px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4133\" class=\"wp-caption-text\">Bildschirmausdruck des Moduls f\u00fcr Hybridsysteme in GHEtool Cloud.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Da diese Hybridsystem-Simulationen alle auf einem Schwellenwert f\u00fcr die Au\u00dfenlufttemperatur basieren, ist zun\u00e4chst einmal eine EPW-Wetterdatei erforderlich. Idealerweise wird dieselbe Wetterdatei, die f\u00fcr die Berechnung der st\u00fcndlichen Last verwendet wird, auch f\u00fcr die Simulation verwendet, damit die thermischen Spitzenanforderungen mit den richtigen Wetterinformationen \u00fcbereinstimmen.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #0000ff;\"><strong>!Hinweis<\/strong><\/span><br \/>\n<span style=\"color: #0000ff;\">Bei der Suche nach Wetterdateien, <a style=\"color: #0000ff;\" href=\"https:\/\/climate.onebuilding.org\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">https:\/\/climate.onebuilding.org\/<\/a> bietet kostenlose EPW-Dateien f\u00fcr fast alle Regionen der Welt f\u00fcr verschiedene Jahre.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<p>Als N\u00e4chstes haben Sie die M\u00f6glichkeit, bis zu vier verschiedene Hybridsysteme hinzuzuf\u00fcgen, jedes mit einem eigenen Temperaturschwellenwert, \u00fcber oder unter dem das jeweilige Hybridsystem zum Heizen oder K\u00fchlen bevorzugt wird. F\u00fcr jede hybride Heiz-\/K\u00fchloption k\u00f6nnen Sie auch die Leistung des jeweiligen Hybridsystems angeben.<\/p>\n<blockquote><p><span style=\"color: #0000ff;\"><strong>Achtung!<br \/>\n<\/strong>Obwohl es vier separate Eing\u00e4nge f\u00fcr Hybridsysteme gibt, bedeutet dies nicht unbedingt, dass vier verschiedene Systeme modelliert werden m\u00fcssen. Es ist durchaus m\u00f6glich, ein einziges ASHP zu modellieren, das oberhalb eines bestimmten Schwellenwerts sowohl W\u00e4rme als auch K\u00e4lte liefert.<\/span><\/p><\/blockquote>\n<h3>Beispiel mit Hybridheizung<\/h3>\n<p>Das nachstehende Diagramm zeigt die Energieverteilung f\u00fcr eine Situation, in der ein hybrides Heizsystem 100 kW Heizleistung liefert, wenn die Au\u00dfentemperatur unter 2 \u00b0C f\u00e4llt. Wie in der Abbildung zu sehen ist, tritt dies (f\u00fcr diese Wetterdatei) nur im Januar, Februar und Dezember auf. In den anderen Monaten ist der Effekt vernachl\u00e4ssigbar.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4135\" aria-describedby=\"caption-attachment-4135\" style=\"width: 1434px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-4135 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Heating-below-threshold.png\" alt=\"Simulation eines Hybridsystems mit 100 kW Heizleistung unter 2\u00b0C.\" width=\"1434\" height=\"600\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Heating-below-threshold.png 1434w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Heating-below-threshold-300x126.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Heating-below-threshold-1024x428.png 1024w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Heating-below-threshold-768x321.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Heating-below-threshold-18x8.png 18w\" sizes=\"(max-width: 1434px) 100vw, 1434px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4135\" class=\"wp-caption-text\">Simulation eines Hybridsystems mit 100 kW Heizleistung unter 2\u00b0C.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Wenn ein weiteres Hybridsystem mit einer Leistung von 200 kW hinzukommt, das bei Au\u00dfentemperaturen \u00fcber 10 \u00b0C arbeitet, sieht das Profil wie unten dargestellt aus. Hier sehen Sie, dass der Anteil der geothermischen Heizung deutlich geringer ist, was zu einem anderen Ungleichgewicht und folglich zu einem anderen Temperaturprofil f\u00fchrt.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4136\" aria-describedby=\"caption-attachment-4136\" style=\"width: 1434px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img decoding=\"async\" class=\"wp-image-4136 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Heating-above-and-below-threshold.png\" alt=\"Simulation eines Hybridsystems mit 100 kW Heizleistung unter 2\u00b0C und 200 kW \u00fcber 10\u00b0C.\" width=\"1434\" height=\"600\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Heating-above-and-below-threshold.png 1434w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Heating-above-and-below-threshold-300x126.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Heating-above-and-below-threshold-1024x428.png 1024w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Heating-above-and-below-threshold-768x321.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Heating-above-and-below-threshold-18x8.png 18w\" sizes=\"(max-width: 1434px) 100vw, 1434px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4136\" class=\"wp-caption-text\">Simulation eines Hybridsystems mit 100 kW Heizleistung unter 2\u00b0C und 200 kW \u00fcber 10\u00b0C.<\/figcaption><\/figure>\n<h3>Begrenzung der Leistung des Bohrlochs<\/h3>\n<p>Als letzte Option ist es auch m\u00f6glich, die maximale geothermische Leistung zu begrenzen. Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Sie haben einen Heizbedarf von 536 kW und bereits eine ASHP installiert, die im Sommer f\u00fcr zus\u00e4tzliche K\u00fchlung sorgt. Sie k\u00f6nnten dann die Spitzenleistung der AKE auf z. B. 475 kW begrenzen. Das bedeutet, dass in Ihren Ergebnissen nun ein \u2018Heizungs\u00fcberschuss\u2019 enthalten ist, da 100% der Heizlast nicht von der AKW gedeckt werden konnten.<\/p>\n<p>In der Realit\u00e4t k\u00f6nnte jedoch Ihre ASHP diesen Teil der Last \u00fcbernehmen, was Ihnen eine weitere M\u00f6glichkeit zur Planung und Simulation von Hybridsystemen bietet. Nachfolgend ein Beispiel, bei dem etwa 1,3% des j\u00e4hrlichen W\u00e4rmebedarfs als \u2018\u00fcbersch\u00fcssige W\u00e4rme\u2019 gekennzeichnet sind.<\/p>\n<figure id=\"attachment_4137\" aria-describedby=\"caption-attachment-4137\" style=\"width: 1434px\" class=\"wp-caption alignnone\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-4137 size-full\" src=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Borefield-1.png\" alt=\"Ein Beispiel f\u00fcr eine hybride Simulation mit \u00dcberhitzung.\" width=\"1434\" height=\"600\" srcset=\"https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Borefield-1.png 1434w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Borefield-1-300x126.png 300w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Borefield-1-1024x428.png 1024w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Borefield-1-768x321.png 768w, https:\/\/ghetool.eu\/wp-content\/uploads\/2025\/07\/Borefield-1-18x8.png 18w\" sizes=\"(max-width: 1434px) 100vw, 1434px\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-4137\" class=\"wp-caption-text\">Ein Beispiel f\u00fcr eine hybride Simulation mit \u00dcberhitzung.<\/figcaption><\/figure>\n<h2>Fazit<\/h2>\n<p>Das neue Modul zur Simulation von Hybridsystemen ist eine perfekte Erg\u00e4nzung zu den bereits vorhandenen Optimierungsmethoden. Es garantiert zwar nicht die beste L\u00f6sung, bietet aber eine sehr einfache M\u00f6glichkeit, das Verhalten von hybriden Systemen in der Praxis zu simulieren.<\/p>\n<h2 id=\"reference\">Literaturverzeichnis<\/h2>\n<ul>\n<li style=\"list-style-type: none;\">\n<ul>\n<li>Sehen Sie sich unsere Videoerkl\u00e4rung auf unserer YouTube-Seite an, indem Sie klicken <a style=\"text-decoration: underline;\" href=\"https:\/\/youtu.be\/IYHfqGqV1p4\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">hier<\/a>.<\/li>\n<\/ul>\n<\/li>\n<\/ul>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Bisher bot GHEtool die M\u00f6glichkeit, Hybridsysteme zu optimieren, aber heute f\u00fchren wir ein ganz neues Simulationsmodul ein. 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