Door onderzoek onderbouwde optimalisatie

Onderzoeksgedreven optimalisatie voor complexe energieplanning.

De optimalisatie-engine van Sympheny is gebouwd op een decennium aan onderzoek van Empa en het ETH Domain in de modellering van multi-energiesystemen: MILP-optimalisatie, tracéontwerp voor stadsverwarming, netbeperkingen, clustering en scenariovergelijking op beslissingsniveau.

20+
peer-reviewed publicaties
10+ jr
onderzoekslijn Empa / ETH
5+
energiedragers in één model
Concrete beweringen

Wat het onderzoek aantoont

Gestructureerd
ontwerpworkflow

Platformgebaseerd ontwerp geeft complexe energiesystemen een gestructureerde ontwerpworkflow, geïnspireerd op geavanceerde ingenieursbranches, om complexiteit te beheersen en projectrisico te verlagen.

Sulzer et al., Applied Energy 2023
Openbaar
districtdataset Zürich

Het artikel over platformgebaseerd ontwerp bevat een openbare Modelica/Sympheny-districtdataset, die technische reviewers een concrete referentie-implementatie geeft in plaats van alleen een conceptueel kader.

GitHub-dataset LBNL Simulation Research Group
10-100x
sneller op stadsschaal

Een hele stad als één optimalisatiemodel oplossen wordt al snel onhanteerbaar. Gepubliceerde multi-scale- en rolling-horizon-methoden verkorten die oplostijd met een factor 10 tot 100, terwijl het resultaat binnen ongeveer 1% van het optimum blijft.

Marquant et al., Applied Energy 2017; Procedia Computer Science 2015
40%
meer hernieuwbaar zonder netverzwaring

Netbewuste optimalisatie van gedistribueerde energie kan aanzienlijk meer hernieuwbare energie integreren door systeemontwerp en bedrijf af te stemmen op elektrische beperkingen.

Morvaj et al., Applied Energy 2016
18%
emissiereductie in bedrijf

Het opnemen van elektrische netbeperkingen in bedrijfsschema's verlaagde de emissies in de gepubliceerde testcase, terwijl spannings- en stroomvariatie onder controle bleven.

Morvaj et al., Applied Energy 2016
23%
lagere emissies bij gelijke kosten

Een gelijktijdig MILP-model voor technologiedimensionering, bedrijf en tracéontwerp van stadsverwarming liet zien dat stadsverwarming de emissies kon verlagen zonder de systeemkosten te verhogen in de casestudy.

Morvaj et al., Energy 2016
Open source
toollijn

De Ehub Modeling Tool vertaalde ruwe districtdata naar uitvoerbare optimalisatiecode en legde daarmee het softwarepatroon vast achter de huidige productworkflow.

Bollinger en Dorer, Energy Procedia 2017
5 niveaus
raamwerk voor leveringszekerheid

Energieleveringszekerheid kan worden gekwantificeerd als planningsdoelstelling, wat teams helpt veerkracht te evalueren in plaats van het als een kwalitatieve bijzaak te behandelen.

Sulzer et al., iScience 2025
4 cases
brug tussen onderzoek en praktijk

Toegepast casestudy-werk liet zien dat iteratieve stakeholderworkflows, temporele decompositie, automatisering en heldere KPI-visualisatie cruciaal zijn om optimalisatie in de echte planningspraktijk te brengen.

Bollinger, Marquant en Sulzer, IOP Conference Series 2019
Technisch validatiepakket

Moet je de technische onderbouwing intern delen?

Download een beknopt, naar bronnen gelinkt pakket met de belangrijkste beweringen, onderzoekssamenvattingen, DOI-links, open datasets en toegangsnotities achter de optimalisatie-engine van Sympheny.

Download validatiepakket
Belangrijk onderzoek

De artikelen achter de optimalisatie-engine

Dit zijn de artikelen die het meest nuttig zijn om te begrijpen waarom de modelleringsaanpak van Sympheny geloofwaardig, inzichtelijk en praktisch is voor echt planningswerk.

Ten questions concerning modeling of distributed multi-energy systems

Georgios Mavromatidis, Kristina Orehounig, L. Andrew Bollinger, Marc Hohmann, Julien F. Marquant, Somil Miglani, Jan Carmeliet | Building and Environment, 2019

multi-energiesystemen modelleringsoverzicht optimalisatie

Een toonaangevend overzichtsartikel, mede geschreven door twee Sympheny-oprichters en de bredere Empa-groep. Het zet de kernvragen uit voor de modellering van gedistribueerde multi-energiesystemen - technologiekeuze, temporele en ruimtelijke resolutie, onzekerheid en optimalisatie - en is een van de meest geciteerde referenties voor waarom deze klasse van problemen een gestructureerde optimalisatieaanpak vraagt in plaats van een spreadsheet.

Platform-based design for energy systems

Matthias Sulzer, Michael Wetter, Robin Mutschler, Alberto Sangiovanni-Vincentelli | Applied Energy, 2023

gestructureerd ontwerp energy hub digitale workflow

Primaire referentie voor het argument van gestructureerd ontwerp: energiesystemen hebben herbruikbare, digitale, meerlaagse workflows nodig omdat sectorkoppeling en gedistribueerde middelen handmatige planning te complex maken. Het artikel bevat een openbare Modelica/Sympheny-districtdataset.

Optimization-based planning of local energy systems - bridging the research-practice gap

Andrew Bollinger, Julien Marquant, Matthias Sulzer | IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 2019

praktijkkloof automatisering KPI-workflow

Fundamenteel praktijkartikel voor de productlogica van Sympheny. Het identificeert iteratieve stakeholderworkflows, temporele decompositie, automatisering en KPI-visualisatie als de ontbrekende schakel tussen volwassen optimalisatieonderzoek en echte adoptie in de planningspraktijk.

A holarchic approach for multi-scale distributed energy system optimisation

Julien Marquant, Andrew Bollinger, Ralph Evins, Jan Carmeliet | Applied Energy, 2017

MILP clustering multi-scale

Kernartikel over schaalbaarheid achter optimalisatie op stads- en wijkschaal. Het koppelt detail op gebouwniveau aan grotere wijkmodellen en rapporteert 10-100x snellere berekeningen met minimaal verlies aan nauwkeurigheid.

Reducing computation time with a rolling horizon approach

Julien Marquant, Ralph Evins, Jan Carmeliet | Procedia Computer Science, 2015

rolling horizon energy hub oplostijd

Laat zien hoe optimalisatie van de bedrijfsstrategie over een volledig jaar sneller kan worden opgelost zonder uitsluitend te vertrouwen op snelkoppelingen met typische perioden.

Optimising urban energy systems: simultaneous system sizing, operation and district heating network layout

Boran Morvaj, Ralph Evins, Jan Carmeliet | Energy, 2016

stadsverwarming netwerktracé CO₂/kosten

Combineert technologiedimensionering, uurbedrijf en tracéontwerp van stadsverwarming in één optimalisatiemodel. De casestudy vond een emissiereductie van 23% bij gelijke kosten.

Optimization framework for distributed energy systems with integrated electrical grid constraints

Boran Morvaj, Ralph Evins, Jan Carmeliet | Applied Energy, 2016

netbeperkingen hernieuwbaar gedistribueerde energie

Voegt elektrische netbeperkingen toe aan optimalisatie van gedistribueerde energiesystemen en laat zien dat netbewust ontwerp en bedrijf emissies kunnen verlagen en netverzwaring kunnen uitstellen.

The Ehub Modeling Tool

Andrew Bollinger, Viktor Dorer | Energy Procedia, 2017

software automatisering energy hub

Open-source voorloper die laat zien hoe ruwe districtbeschrijvingen kunnen worden vertaald naar uitvoerbare optimalisatiemodellen en interpreteerbare resultaten.

Advancing the thermal network representation for optimal design

Danhong Wang, Xiang Li, Julien Marquant, Jan Carmeliet, Kristina Orehounig | Frontiers in Energy Research, 2021

thermische netwerken modelvalidatie MILP

Vergelijkt MILP-benaderingen van thermische netwerken met thermisch-hydraulische simulatie en verheldert waar vereenvoudigde optimalisatie betrouwbaar is en waar extra beperkingen de ontwerpkwaliteit verbeteren.

A call to action for building energy system modelling in the age of decarbonization

Michael Wetter, Matthias Sulzer | Journal of Building Performance Simulation, 2024

verduurzaming workflow modellering

Legt uit waarom verduurzaamde, gedigitaliseerde energiesystemen een sprong vereisen naar meer holistische modellerings-, simulatie- en optimalisatieworkflows.

The energy supply security pyramid

Matthias Sulzer, Georgios Mavromatidis, Alejandro Nunez-Jimenez, Michael Wetter | iScience, 2025

energiezekerheid veerkracht beleid

Maakt van energieleveringszekerheid een kwantitatief planningskader, nuttig voor beslissingen over beleid, veerkracht en infrastructuurinvesteringen.

Integrated energy solutions for sustainable port development

Elimar Frank, Thomas Franz, Felix Rost, Andrew Bollinger, Laura Jakobeit, Michael Schüller, Martina Heer | ISEC - 4th International Sustainable Energy Conference, 2026

havenontwikkeling sectorkoppeling toegepaste case

Een directe Sympheny-toepassing: de Zwitserse Rijnhaven Basel-Kleinhüningen, gemodelleerd als een geïntegreerd energiesysteem met meerdere hubs. Met uurlijkse MILP-optimalisatie verlagen de 2035-concepten de broeikasgasemissies met 82–97 % en de energie-import met 39–44 % bij vergelijkbare jaarlijkse kosten — gepubliceerd bewijs van het platform bij een reële infrastructuurbeslissing.

Decarbonizing the electricity grid: the impact on urban energy systems, distribution grids and district heating potential

Boran Morvaj, Ralph Evins, Jan Carmeliet | Applied Energy, 2017

netverduurzaming warmtenetten distributienet

Koppelt het ontwerp van lokale energiesystemen aan het verduurzamende net daarboven, met gelineariseerde AC-loadflow en opties voor netverzwaring. Het laat zien hoe de kostenoptimale mix van warmtenetten en gedistribueerde technologieën verschuift naarmate het omliggende elektriciteitsnet schoner wordt - precies het soort toekomstgerichte vraag waar nutsbedrijven en steden mee te maken hebben.

A new combined clustering method to analyse the potential of district heating networks at large-scale

Julien F. Marquant, L. Andrew Bollinger, Ralph Evins, Jan Carmeliet | Energy, 2018

clustering warmtenetten stadsschaal

Breidt de multi-scale-methode uit: een clusteringschema dat inschat waar warmtenetten lonen over een hele stad, op basis van gebouwkenmerken. Het is de brug tussen detail op gebouwniveau en screening op stadsschaal, waardoor planners netwerkkansen kunnen vinden zonder elk gebouw handmatig te modelleren.

Deze 14 zijn een selectie uit meer dan 20 peer-reviewed publicaties in de onderzoekslijn van Empa en ETH Zürich. De volledige, naar bronnen gelinkte lijst, met DOI's, vindt u in het technisch validatiepakket.

De korte versie

Dit is geen statische rekenmachine.

Sympheny is geen rapportagelaag bovenop spreadsheets. Het is een optimalisatieworkflow voor multi-energiesystemen, opgebouwd rond gepubliceerde methoden om netwerken, technologieën, opslag en uurbedrijf in één beslisproces te modelleren.

Multi-energie optimalisatie

Sympheny is gebouwd op de energy-hub-formulering: elektriciteit, warmte, koeling, gas, waterstof, opslag en conversietechnologieën worden samen gemodelleerd in plaats van als losse berekeningen.

Zo kan het platform technologieën dimensioneren, bedrijf inplannen en kosten, CO₂ en zelfvoorziening vergelijken op één consistent model.

Netwerkbewuste planning

Het onderzoek stopt niet bij de keuze van apparatuur. Het omvat tracéontwerp voor stadsverwarming, verliezen in thermische netwerken, netbeperkingen en interacties tussen gebouwen.

Dat is wat Sympheny laat werken voor wijken, havens, campussen, nutsbedrijven en energiegemeenschappen met meerdere eigenaren.

Computationele schaalbaarheid

Peer-reviewed clustering- en rolling-horizon-methoden verlagen de rekenlast van volledige-jaar, multi-gebouw-optimalisatie.

Planners kunnen veel meer scenario's evalueren binnen hetzelfde projectvenster, in plaats van het probleem te verkleinen totdat het in een spreadsheet past.

Bewijs op beslissingsniveau

Dezelfde onderzoekslijn is toegepast in echte energieconcepten, stadsbrede roadmaps, industriële locaties, campussen en beleidsnabije modellering.

Het is wat de wetenschap omzet in praktisch planningsbewijs: lager risico voordat kapitaal wordt vastgelegd, helderdere afwegingen en meer vertrouwen in de investering.

Van onderzoek naar veldbewijs

De wetenschap is toegepast op echte infrastructuurbeslissingen

Het onderzoek bewijst dat de methode werkt; de projecten laten zien dat teams haar onder echte beperkingen kunnen gebruiken: meerdere eigenaren, netwerken, tarieven, CO₂-doelen, veerkrachteisen en kapitaalbeslissingen.

DoD ICES

Joint Base Andrews - Thermisch netwerk, VS

Eerste platformgebaseerde ontwerptoepassing van het DoD; ontwerp thermisch netwerk afgerond.

Veldbewijs voor energieplanning van installaties op defensieniveau en veerkrachtig ontwerp van thermische netwerken, gefundeerd op dezelfde gestructureerde ontwerp- en energy-hub-logica beschreven door Sulzer, Wetter, Mutschler en Sangiovanni-Vincentelli.

Industriële ICES

Industriële havenenergiegemeenschap, Bazel (IWB)

20-25% reductie van energiekosten over een industriële en nutslocatie met meerdere stakeholders.

Dichtste analogie voor energiesystemen van havens, industrie en gemeenschappen met meerdere eigenaren waar bestuur en infrastructuurbeslissingen overlappen.

Commerciële ICES

CO₂-neutraal bedrijvenpark, Gossau, Zwitserland

75% CO₂-reductie en 20% lagere levenscycluskosten ten opzichte van de referentie.

Sterke kosten-batenbenchmark voor CO₂-arme planning van bedrijvencampussen en wijken.

Campus-microgrid

Energie-zelfvoorzienende campus, Birr, Zwitserland

Volledig zelfvoorzienend ontwerp met PV, waterstof, biogas-WKK en batterijen.

Valideert islanding, seizoensopslag en waterstof-energiedragerlogica in een praktische planningsworkflow.

Warmtenet

Nanoverbund, Bazel

Een thermisch deelnetwerk voor de gemeenschap, live sinds 2023/24.

Veldbewijs voor thermische koppeling binnen installatiegemeenschappen en gedeelde lokale energie-infrastructuur.

Industriële ICES

Strategisch energieplan industrieterrein Zürich

65% CO₂-reductie bij gelijke levenscycluskosten.

Toont multi-carrier-planning over restwarmte, warmtepompen, PV, industriële belastingen en kostenbeperkingen.

Industriële CCS

Afvalverbrandingsinstallatie GEVAG, Trimmis (Graubünden)

54–65 CHF/ton CO₂ levenscycluskosten. Aminewassing optimaal bij scenario's met hoge elektriciteitsprijzen.

Haalbaarheidsonderzoek voor koolstofafvang: gemodelleerde energiestromen (stoom bij 400 °C / 230 °C, warm water bij 120 °C, elektriciteit) en aminewassing vergeleken met de hete-kaliumcyclus. In opdracht van Empa. Tags: industrieel · CCS · verduurzaming.

Waarom het ertoe doet

Bewijs dat technische en investeringsbeslissingen ondersteunt

Technisch vertrouwen

Vertrouw de modelstructuur: de onderliggende methoden zijn gepubliceerd en peer-reviewed, geen verborgen spreadsheetlogica.

Modelleer het echte systeem: technologieën, energiedragers, netwerken, opslag en uurbedrijf werken samen in één optimalisatie.

Verken meer opties: clustering- en rolling-horizon-methoden maken grotere scenariosets praktisch haalbaar.

Verdedig de aanbeveling: elk scenario kan worden vergeleken op kosten, CO₂, zelfvoorziening en netimpact.

Investeringsvertrouwen

Verlaag het investeringsrisico voordat je kapitaal vastlegt in infrastructuur die decennia meegaat.

Kwantificeer afwegingen in plaats van te vroeg één leveranciersgedreven concept te kiezen.

Vind ontwerpen die CO₂ en kosten samen verbeteren wanneer het systeem dat toelaat.

Geef interne ambassadeurs bewijs dat ze kunnen voorleggen aan budgethouders, besturen en publieke stakeholders.

Kern van de zaak

Sympheny helpt teams betere beslissingen over energie-infrastructuur te nemen omdat de optimalisatiemethode al uitvoerig is getest.

De commerciële belofte is simpel: geloofwaardigere scenario's, snellere iteratie en helderdere investeringsafwegingen voor complexe energiesystemen.

Book a demo