Donnerstag ist Techniktag. Heute geht es um den Aufbau eines Digitalen Zwillings am Beispiel einer Luft/Wasser Wärmepumpe. In einem Forschungsprojekt wurde ein digitales Abbild einer Wärmepumpe entwickelt, das mehr kann als bloß simulieren. Wie der Digitale Zwilling aufgebaut ist – und was Cloud, Fiware und Python damit zu tun haben – lesen Sie hier und in cci Wissensportal.
Digitale Zwillinge gelten als Schlüsseltechnologie bei der Energiewende. Ein Forschungsprojekt unter Leitung der TU Dresden zeigt exemplarisch am Aufbau einer Luft/Wasser-Wärmepumpe, wie sich reale Anlagendaten mit numerischen Modellen verknüpfen lassen. Ziel ist die kontinuierliche Optimierung im laufenden Betrieb.
Das digitale Abbild der Realität basiert dabei auf einer modularen Cloud-Infrastruktur mit Cluster zur gemeinsamen Nutzung der Open-Source-Plattform „Fiware“, Zeitreihendatenbank, Visualisierungstools und offenen Schnittstellen zu realen Geräten. Zwei zentrale Micro-Services übernehmen dabei die Analyse von Daten („Methoden“) sowie die numerische Modellierung („Modelle“). Für den Verdichter kommt dabei ein detailliertes polynomisches Modell zum Einsatz kommt.
Ein Highlight des Projekts ist die automatische Kalibrierung der Verdichterdaten. Ein Python-Algorithmus passt die Modellkoeffizienten an reale Messdaten an und reduziert so die Abweichungen zwischen virtueller und realer Welt auf weniger als 5 %.
Die Technologie des Digitalen Zwillings ist derweil mitnichten auf Wärmepumpen beschränkt, sondern lässt sich auch auf andere energietechnische Systeme wie Anlagen zur Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und Klimaanlangen übertragen. Mit Blick auf Quartierslösungen und den zukünftigen Energiemarkt liefert der Projektbericht „Digitaler Zwilling“ Impulse für Forschung und Industrie. Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderte Projekt baut auf der Infrastruktur des „National 5G Energy Hub“ auf, einem Großforschungsprojekt mit dem Ziel den 5G-Mobilfunkstandard mit speziellem Bezug zur Gebäudeenergietechnik für Anwendungen in der Energietechnik nutzbar zu machen.
Zum Fachbeitrag unter der Artikelnummer cci295257 in cci Wissensportal.
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