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In einem Blick

Dieses Modul kann in zwei Modi ausgeführt werden: 1) Versand, 2) Investieren. Im Versandmodus wird für jede Stunde des Jahres der kostenminimale Betrieb eines Portfolios von Wärmeversorgungstechnologien in einem definierten Fernwärmesystem berechnet. Die Eingaben in das Modul sind stündliche Profile für den Wärmebedarf im Netz, für die potenzielle Wärmeversorgung aus verschiedenen Quellen und für die Preise der Energieträger. Darüber hinaus sind Kosten- und Effizienzparameter für jede Technologie erforderlich. Das Modul liefert die Kosten für die Wärmeversorgung, den Anteil der verwendeten Energieträger und die damit verbundenen CO2-Emissionen. Im Investitionsmodus optimiert das Modul die Kapazitäten der installierten Wärmeversorgungstechnologien, um den Wärmebedarf zu decken.

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Einführung

Dieses Modul kann in zwei Modi ausgeführt werden: 1) Versand, 2) Investieren. Im Versandmodus wird für jede Stunde des Jahres der kostenminimale Betrieb eines Portfolios von Wärmeversorgungstechnologien in einem definierten Fernwärmesystem berechnet. Die Eingaben in das Modul sind stündliche Profile für den Wärmebedarf im Netz, für die potenzielle Wärmeversorgung aus verschiedenen Quellen und für die Preise der Energieträger. Darüber hinaus sind Kosten- und Effizienzparameter für jede Technologie erforderlich. Das Modul liefert die Kosten für die Wärmeversorgung, den Anteil der verwendeten Energieträger und die damit verbundenen CO2-Emissionen. Im Investitionsmodus optimiert das Modul die Kapazitäten der installierten Wärmeversorgungstechnologien, um den Wärmebedarf zu decken.

Das Fernwärmeversorgungsmodul ist ein Versandmodell, das versucht, zu jeder Jahreszeit eine kostengünstige Lösung zur Deckung des Wärmebedarfs zu finden.

concept.png

Die hier beschriebene Methode ist als erstes Konzept zu verstehen und kann von der tatsächlichen Implementierung abweichen (Modellkomplexität, Ein- und Ausgaben usw. müssen unter diesem Gesichtspunkt gesehen werden). Auf dieser Wiki-Seite wird die Version des Berechnungsmoduls erläutert, die in die Toolbox integriert ist. Eine eigenständige Version des Berechnungsmoduls ist viel umfassender und kann HIER heruntergeladen werden. Diese Version erfordert jedoch Grundkenntnisse in der Python-Programmierung. Die Dokumentation der eigenständigen Version finden Sie HIER .

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Eingänge und Ausgänge

Haupteingänge

Das Modul benötigt eine lange Reihe von Eingabeparametern. Die wichtigsten Eingabeparameter sind jedoch:

  1. Wärmebedarf des Netzes (ausgewählte Region)
  2. Installierte Kapazitäten von Wärmeerzeugern / -speichern
  3. Technische (Effizienz) und finanzielle Parameter (Opex, Capex, Lebensdauer) von Wärmeerzeugern / -speichern
  4. Profile (Zeitreihen des Wärmebedarfs, der Sonneneinstrahlung, der Temperatur, der Strompreise usw.)

Hauptausgänge

Die Hauptausgangsindikatoren des Berechnungsmoduls sind:

  • Kosten für die Wärmeerzeugung
  • Investitions-, Betriebs- und Kraftstoffkosten
  • Wärmeerzeugungsmix pro Wärmeerzeuger
  • CO2-Emissionen
  • Volllaststunden,

WICHTIGER HINWEIS In HotMaps Biomasse - Emissionen angenommen nicht Null , weil HotMaps ein Werkzeug zur Unterstützung der laufenden Energiewende ausgerichtet ist. Die Betrachtung von Biomasse als klimaneutrale Energiequelle impliziert, dass die Verbrennung von Biomasse die aktuellen Gesamtemissionen im Vergleich zur Verbrennung fossiler Brennstoffe reduziert, was nicht der Fall ist. Die Speicherung von Kohlendioxid in Bäumen erfolgt über Jahrzehnte, während die Freisetzung in die Atmosphäre auf einmal erfolgt. Daher ist die Nettokohlenstoffbilanz von Biomasse auf lange Sicht Null, aber nicht auf kurze Sicht, und Maßnahmen zur Eindämmung des Klimawandels müssen kurzfristig zu Ergebnissen bei der Reduzierung der Kohlenstoffemissionen führen.

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Methode

Das Modul ist als lineares Programm implementiert und kann einerseits als reines Versandmodell und andererseits für die Investitionsplanung zur Abdeckung eines Lastprofils verwendet werden. Die Zielfunktion versucht, das Minimum der Differenz zwischen den Kosten für die Bereitstellung der Wärme und den Einnahmen aus der Stromerzeugung zu ermitteln.

Gleichungsfragmente des linearen Programms:

lp_fragment.png

Die Gesamtkosten c total aus der Summe von:

Investitionskosten IC (installierte Kapazitäten multipliziert mit den Annuitäten der spezifischen Investitionskosten)

ic.png

Captial-Kosten CC :

cc.png

die variablen Kosten OPEX :

opex.png

Rampenkosten von KWK- und Abfallverbrennungsanlagen (grobe Schätzung):

ramp.png

angenommene Kosten für die elektrische Spitzenlast im Winter (grobe Schätzung):

peak.png

Die Gesamteinnahmen rev total von ::

den Verkauf von Strom (zum Beispiel aus KWK-Anlagen und Müllverbrennungsanlagen):

rev.png

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Legende

legend.png

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GitHub-Repository dieses Berechnungsmoduls

Hier erhalten Sie die neueste Entwicklung für dieses Berechnungsmodul.

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Probelauf

Nachdem Sie eine Region ausgewählt und keine Änderungen an den Standardparametern vorgenommen haben, wird das Modell im Investitionsmodus ausgeführt. Dies bedeutet, dass die installierten Kapazitäten auch für die optimale Kostendeckung des Wärmebedarfs optimiert werden.

Unten sehen Sie alle Eingabeparameter, die geändert werden können

Ausgangsanzeigen

Ausgabediagramme

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Wie zu zitieren

Jeton Hasani, im Hotmaps-Wiki, CM Fernwärmeversand (September 2020)

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Autoren und Rezensenten

Diese Seite wurde von Jeton Hasani ( EEG - TU Wien ) verfasst.

☑ Diese Seite wurde von Mostafa Fallahnejad ( EEG - TU Wien ) überprüft.

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Lizenz

Copyright © 2016-2020: Jeton Hasani

Creative Commons Namensnennung 4.0 Internationale Lizenz

Diese Arbeit unterliegt den Bestimmungen einer Creative Commons CC BY 4.0 International License.

SPDX-Lizenz-ID: CC-BY-4.0

Lizenztext: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html

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Wissen

Wir möchten dem Horizon 2020 Hotmaps-Projekt (Finanzhilfevereinbarung Nr. 723677), das die Mittel für die Durchführung der vorliegenden Untersuchung bereitstellte , unsere tiefste Anerkennung aussprechen .

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