Modellierungstool

FlexiGIS – Optimierungsframework für urbane Energiesysteme

Softwaremodule von FlexiGIS
Mit FlexiGIS können urbane Infrastrukturen abgebildet (Modul I) sowie die urbanen Energiebedarfe simuliert und geografisch zugeordnet (Modul II) werden. Die Bestimmung der volkswirtschaftlich kostengünstigsten Einsatzplanung unterschiedlicher Technologien (Modul III) ist ein weiterer Bestandteil von FlexiGIS.
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Mit dem am Institut für Vernetzte Energiesysteme entwickelten Open-Source-Optimierungsframework FlexiGIS können die individuellen Gegebenheiten urbaner Energiesysteme abgebildet und modelliert werden. FlexiGIS verarbeitet Daten aus Geoinformationssystemen (GIS) über urbane Gebiete und berechnet die volkswirtschaftlich kostengünstigste Einsatzplanung unterschiedlicher Technologien. Anwendungsbereiche sind die Bestimmung des Autarkiegrades oder die Abbildung und Bewertung von zukünftigen Entwicklungen urbaner Energiesysteme.

Das Open-Source-Optimierungsframework für urbane Energiesysteme FlexiGIS (Flexibilisation in Geographic Information System) nutzt öffentlich verfügbare Datensätze zur Abbildung, Klassifizierung und Modellierung urbaner Energieinfrastrukturen, wobei georeferenzierte Daten priorisiert werden. Diese Datensätze umfassen beispielsweise Gebäudeflächen, Straßenwege oder Informationen zur Landnutzung. FlexiGIS ergänzt diese Datensätze um modellierte Daten beispielsweise zum Strombedarf einzelner Gebäude, indem verschiedene Charakteristiken wie Gebäudealter oder Einwohnerdaten berücksichtigt werden. Des Weiteren ermöglicht eine Optimierungsumgebung die Berechnung des volkswirtschaftlich kostengünstigsten Einsatzes unterschiedlicher Technologien bei gleichzeitiger Energieversorgungssicherheit. Dabei werden etwaige Limitierungen von Technologien beispielsweise durch fehlende Ausbauflächen als Randbedingung berücksichtigt. Durch die Abbildung und Bewertung unterschiedlicher Entwicklungsszenarien der urbanen Energiesystems lassen sich zudem der regionale Autarkiegrad und das Flexibilitätspotenzial quantifizieren.

Wegen seiner Übertragbarkeit bietet FlexiGIS global Unterstützung bei der Umsetzung von Strategien für nachhaltige urbane Energiesysteme. Wissenschaftliche Untersuchungen wurden bereits für die beiden deutschen Städte Oldenburg und Berlin sowie für Philadelphia (USA) durchgeführt.

Mehr Informationen zum Thema:

  • FlexiGIS open source
    Hinweis: Projektspezifische Weiterentwicklungen werden derzeit (Stand: Januar 2025) im DLR-internen GitLab vorgenommen und nach Fertigstellung unter diesem Link aktualisiert.

Thematischer Bezug zu folgenden Abteilungen, Forschungsgruppen und Handlungfeldern:

Abteilung

Energiesystemanalyse

Die Abteilung Energiesystemanalyse generiert systemanalytisches Wissen, welches wir sektorenübergreifend bis hin zur globalen Ebene und basierend zum Teil auf eigenentwickelten Methoden und Modellierungstools bereitstellen.

Forschungsgruppe

Energiesystemmodellierung

In der Energiesystemmodellierung entwickeln wir Methoden und Lösungen für die Planung zukünftiger Energieinfrastrukturen. Im Zentrum steht dabei die Frage, welchen Beitrag verschiedene Technologien zu nachhaltigen, zuverlässigen und kostengünstigen Energiesystemen leisten können.

Handlungsfeld

Strategien für nachhaltige Energiesysteme

Die Energiewende ist ein dynamischer Prozess, der fortlaufend an neue Einflüsse wie technische Innovationen oder gesellschaftlich ausgehandelte Rahmenbedingungen angepasst werden muss.

Kontakt

Energiesystemmodellierung

Forschungsgruppe
Institut für Vernetzte Energiesysteme