not logged in | [Login]
Dieses CM - EXCESS WÄRMETRANSPORT - POTENZIAL hilft dem Benutzer, Integrationspotentiale für überschüssige Wärme in Fernwärmenetzen zu identifizieren. Die Potentiale basieren auf dem CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Dieses CM identifiziert Gebiete mit günstigen Bedingungen für Fernwärmenetze. Das WÄRMETRANSPORT-POTENZIAL CM-EXCESS zeigt, wie viel Wärme in diesen Bereichen durch industrielle Überschusswärme gedeckt werden könnte. Dies bedeutet jedoch nicht, dass in dieser Region bereits ein Fernwärmenetz vorhanden ist.
Die folgenden Daten und Methoden werden für die vorherige Aufgabe kombiniert.
Daten:
Wärmebedarf für benachbarte Gebiete mit günstigen Bedingungen für stündlich aufgelöste Fernwärmenetze (aus dem CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL).
Daten zu überschüssigen Wärmemengen von Industrieunternehmen in der Region, die ebenfalls stündlich aufgelöst werden (aus der Datensatz-Industriedatenbank).
Kostenannahmen für Wärmetauscher, Pumpen und Rohrleitungen sowie Wärmeverluste für Fernwärmeleitungen.
Methode (vereinfacht):
Ziel des Verfahrens ist es, den größtmöglichen überschüssigen Wärmestrom mit nicht zu vielen und damit zu langen Rohrleitungen zu den möglichen Fernwärmenutzern darzustellen, indem Netze mit maximalem Durchfluss erzeugt werden. Besonders ineffiziente Transportleitungen (mit geringen Wärmeströmen und damit hohen spezifischen Wärmetransportkosten) werden im endgültigen Netz jedoch nicht berücksichtigt. Die Schwelle für die Wirtschaftlichkeit einzelner Transportstrecken kann vom Nutzer vorgegeben werden (vgl. Schwelle für Übertragungsstrecken).
Der grundsätzliche Hintergrund des Ansatzes ist folgender: Wenn es nur wenige überschüssige Wärmequellen gibt, könnte immer eine einzige Rohrleitung pro Quelle in Betracht gezogen werden, um die Wärme in ein nahe gelegenes Gebiet mit günstigen Bedingungen für die Fernwärme zu transportieren. Wenn jedoch mehrere überschüssige Wärmequellen in den gleichen Bereich fließen sollen, ist es sinnvoll, die Wärme zu sammeln und in einer größeren gemeinsamen Rohrleitung in den Bereich zu transportieren. Der Ansatz mit einer Pipe pro Quelle neigt dazu, den Aufwand für die Pipelines zu überschätzen.
Um dem oben genannten Problem entgegenzuwirken, wurde das Problem der Pipelineplanung durch die Annahme eines Netzwerkflussproblems angenähert. Eine Heuristik löst das Problem, bei dem überschüssige Wärme gebündelt und zu den möglichen Nutzern transportiert werden kann. Der konkrete methodische Aufbau der Lösung mit dem Ansatz des Minimum Span Tree ist im entsprechenden methodischen Teil beschrieben. Die im vorigen Kontext ermittelte Rohrleitungsauslegung stellt daher keine detaillierte Planung oder reale Routenführung dar, sondern dient lediglich der Kostenschätzung für die Verteilung der überschüssigen Wärmemengen in den umliegenden Gebieten mit günstigen Bedingungen für Fernwärmenetze (vgl CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL, Stichwort kohärente Bereiche). Diese Kostenschätzung bezieht sich somit auf das gesamte Netz.
Die Ergebnisse sind dann zunächst wie folgt zu interpretieren: Würden die erfassten überschüssigen Wärmemengen zusammen in die angegebenen Nahbereiche transportiert, so könnten die Kosten für die Wärmeverteilung in der Größenordnung liegen, wie sie vom Tool angegeben werden (vgl. Nivellierte Kosten) Wärmeversorgung). In der Regel sind die Werte für das gesamte Netz auch ein guter Startindikator für einzelne Pipelines. Ziel der Ergebnisse ist es daher, einem Projektentwickler oder Planer eine Größenordnung für mögliche Vertriebskosten zur Verfügung zu stellen.
Fernwärmeflächen (vorerst direkt vom Fernwärmepotential CM bereitgestellt)
Industriedatenbank (standardmäßig von der Toolbox bereitgestellt)
Lastprofile für die Industrie
Lastprofile für Wohnraumheizung und Brauchwarmwasser
Mindest. Wärmebedarf in Hektar
Siehe DH Potential CM .
Mindest. Wärmebedarf in einem DH-Bereich
Siehe DH Potential CM .
Suchradius in km
Die maximale Länge einer Übertragungsleitung von Punkt zu Punkt.
Lebensdauer der Ausrüstung in Jahren
Nivellierte Wärmekosten beziehen sich auf diesen Zeitraum.
Abzinsungssatz in%
Zinssatz für den Kredit, der zum Aufbau des Netzwerks erforderlich ist.
Kostenfaktor
Faktor zum Anpassen der Netzwerkkosten, falls die Standardwerte die Kosten nicht genau wiedergeben. Die für das Netzwerk notwendigen Investitionen werden mit diesem Faktor multipliziert. Standardkosten finden Sie hier .
Betriebskosten in%
Betriebskosten des Netzwerks pro Jahr. In Prozent der für das Netzwerk notwendigen Investitionen.
Schwellenwert für Übertragungsleitungen in ct / kWh
Die maximal nivellierten Wärmekosten jeder einzelnen Übertragungsleitung. Mit diesem Parameter können die Heizkosten für das gesamte Netz geregelt werden. Ein niedrigerer Wert entspricht geringeren Heizkosten, verringert aber auch den Wärmeüberschuss und umgekehrt.
Zeitauflösung
Legt das Intervall zwischen den Netzwerkflussberechnungen für das gesamte Jahr fest. Kann einer dieser Werte sein: (Stunde, Tag, Woche, Monat, Jahr)
Ortsauflösung in km
Legt die Entfernung des Einstiegspunkts in Längen- und Breitengradrichtung in dh-Bereichen fest.
Übertragungsleitungen
Formdatei mit den vorgeschlagenen Übertragungsleitungen mit ihrer Temperatur, dem jährlichen Wärmestrom und den Kosten. Details finden Sie hier.
Gesamtüberschusswärme im ausgewählten Bereich in GWh
Gesamtüberschusswärme von Industrieanlagen in ausgewählten Bereichen und in der Nähe.
Überschüssige Wärme in GWh
Insgesamt verfügbare überschüssige Wärme von Industrieanlagen, die an ein Netzwerk angeschlossen sind.
Überschüssige Wärme in GWh
Tatsächliche überschüssige Wärme, die für dh.
Für das Netzwerk notwendige Investitionen in €
Für den Aufbau des Netzwerks sind Investitionen erforderlich.
Jährliche Netzwerkkosten in € / Jahr
Kosten verursacht durch die Jahres- und Betriebskosten des Netzes pro Jahr.
Nivellierte Kosten der Wärmeversorgung in ct / kWh
Nivellierte Wärmekosten des gesamten Netzes.
DH-Potential und überschüssige Wärme
Grafik mit DH-Potenzial, Gesamtüberschusswärme, angeschlossener Überschusswärme und verbrauchter Überschusswärme. Details finden Sie hier .
Überhitzung und Investition notwendig
Grafik mit der jährlichen Abgabe von überschüssiger Wärme für die für das Netzwerk erforderlichen Investitionen. Details finden Sie hier .
Überschüssige Wärme verbraucht und Kosten eingeebnet
Die Grafik zeigt die jährliche Abgabe von überschüssiger Wärme zu ausgeglichenen Kosten für das Netz und den entsprechenden Übertragungsleitungsschwellenwert. Details finden Sie hier .
Kurven laden
Grafik mit monatlichem Wärmebedarf und -überschuss. Details finden Sie hier .
Kurven laden
Grafik zeigt den durchschnittlichen täglichen Wärmebedarf und -überschuss. Details finden Sie hier .
Beispiel einer Übertragungsleitung, die in der Toolbox angezeigt wird Durch Klicken auf die Übertragungsleitung werden zusätzliche Informationen eingeblendet.
Diese Grafik vergleicht das DH-Potenzial, die Gesamtüberschusswärme, die angeschlossene Überschusswärme und die genutzte Überschusswärme. Weitere Informationen zum jährlichen Wärmebedarf und DH-Potenzial finden Sie hier . Die überschüssige Wärme, die damit verbundene überschüssige Wärme und die verbrauchte überschüssige Wärme entsprechen den gleichnamigen Indikatoren .
Diese Grafik zeigt die Kosten des Netzwerks im Vergleich zum jährlichen Fluss. Der orangefarbene Punkt repräsentiert das aktuelle Netzwerk mit seiner eingestellten Übertragungsleitungsschwelle Die x-Achse repräsentiert den jährlichen Durchfluss und die y-Achse die notwendige Investition für das gesamte Netzwerk. Beachten Sie, dass die x-Achse nicht linear ist und verwirrend sein kann. Überprüfen Sie immer die aktuellen Werte! Der orangefarbene Punkt repräsentiert das Netzwerk bei der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle . Abweichungen vom Indikator für den Investitionsbedarf sind häufig, da die Grafik aufgrund des Rechenaufwands mit einer geringeren Genauigkeit erstellt wird. Der Trend und der Verlauf des Diagramms stellen dar, wie sich die Übertragungsleitungsschwelle auf das Netzwerk auswirkt und wirklich hilfreich sein kann. Vor allem in Verbindung mit der nächsten Grafik . Bei kleinen Netzwerken zeigt diese Grafik möglicherweise keine nützlichen Informationen an, da das Netzwerk für Variationen nicht komplex genug ist.
In dieser Grafik werden die Heizkosten und die erforderliche Übertragungsleitungsschwelle für einen bestimmten Durchfluss eingezeichnet. Die orangefarbenen Punkte repräsentieren den Wert mit der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle Die x-Achse stellt den jährlichen Durchfluss dar, und die y-Achse gleicht die Wärmekosten und die Übertragungsleitungsschwelle aus . Die orangefarbenen Punkte repräsentieren das Netzwerk bei der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle . Da die Übertragungsleitungsschwellenwertkurve wesentlich höher skaliert werden kann als die eingeplanten Kosten, kann es hilfreich sein, die Ansicht der Übertragungsleitungsschwellenwertkurve wie in der folgenden Abbildung dargestellt zu deaktivieren. Bei kleinen Netzwerken zeigt diese Grafik möglicherweise keine nützlichen Informationen an, da das Netzwerk für Variationen nicht komplex genug ist.
Manchmal kann es hilfreich sein, die Übertragungsleitungsschwelle in der Grafik auszublenden, um die ausgeglichenen Kosten zu analysieren. Abweichungen von den berechneten Kosten der Wärmeanzeige sind häufig, da die Grafik aufgrund des Rechenaufwands mit einer geringeren Genauigkeit erstellt wird. Der Trend und der Verlauf des Diagramms stellen dar, wie sich die Übertragungsleitungsschwelle auf das Netzwerk auswirkt und wirklich hilfreich sein kann. Sobald die gewünschten ausgeglichenen Wärmekosten ausgewählt sind, kann die Übertragungsleitungsschwellenwertkurve wieder aktiviert werden, und der entsprechende Übertragungsleitungsschwellenwert für die gewünschten ausgeglichenen Kosten kann abgelesen werden, indem an diesem Punkt der Mauszeiger über die Kurve gehalten wird. Weitere Details zur Verwendung der Grafik finden Sie hier.
Diese Grafik zeigt den Gesamtfluss durch das Netzwerk während des gesamten Jahres. Die untere Grafik zeigt den durchschnittlichen Tag. Die x-Achse repräsentiert die Zeit und die y-Achsenleistung. Die blauen Kurven repräsentieren den Wärmebedarf der DH-Bereiche und die roten die verfügbare überschüssige Wärme. Der Schnittpunkt beider Kurven repräsentiert den tatsächlichen Gesamtwärmestrom. Die obere Grafik zeigt die Strömung über das Jahr und die untere die Strömung des durchschnittlichen Tages. Beachten Sie, dass die Zeitauflösung mindestens auf "Monat" für die obere und "Stunde" für die untere Grafik eingestellt sein muss, um repräsentativ zu sein.
Das Schlüsselelement des Überschusswärmemoduls ist das verwendete Quell-Senken-Modell. Es baut ein Übertragungsnetz mit minimaler Länge auf und berechnet den Durchfluss für jede Stunde des Jahres auf der Grundlage von Heizlastprofilen für Privathaushalte mit Nuts2-Auflösung und Branchenlastprofilen mit Nuts0-Auflösung. Basierend auf den über das Jahr gemittelten Spitzenströmen können die Kosten für jede Übertragungsleitung und jeden Wärmetauscher auf der Quell- und Senkenseite berechnet werden.
Anhand der Nuts0-ID und des Industriesektors wird jeder Quelle ein jährlich stündlich aufgelöstes Lastprofil zugeordnet.
Basierend auf dem Modul zur Berechnung des Fernwärmepotentials werden in den zusammenhängenden Bereichen äquidistante Eintrittspunkte erstellt. Abhängig von der Nuts2-ID der Einstiegspunkte wird ein Lastprofil zugewiesen.
Innerhalb eines festgelegten Radius wird geprüft, welche Quellen sich in Reichweite befinden, welche Senken sich in Reichweite befinden und welche Senken sich in Reichweite für Quellen befinden. Dies kann durch ein Diagramm mit Quellen und Senken dargestellt werden, die die Scheitelpunkte bilden, und die Scheitelpunkte im Bereich, die durch eine Kante verbunden sind.
Ein minimaler Spannbaum wird mit dem Abstand der Kanten als Gewichte berechnet. Dies führt dazu, dass ein Diagramm seine Konnektivität beibehält, während die Gesamtlänge der Kanten minimal ist. Beachten Sie, dass die Einstiegspunkte kohärenter Bereiche intern kostenlos verbunden sind, da sie ein eigenes Vertriebsnetz bilden.
Der maximale Durchfluss von den Quellen zu den Senken wird für jede Stunde des Jahres berechnet.
Der über 3 Stunden gemittelte Spitzenstrom des Jahres bestimmt die erforderliche Kapazität für die Übertragungsleitungen und Wärmetauscher. Die Kosten der Übertragungsleitungen hängen von der Länge und Kapazität ab, während die Kosten der Wärmetauscher nur von der Kapazität beeinflusst werden. Auf der Quellenseite wird ein Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher mit integrierter Pumpe für die Übertragungsleitung und auf der Senkenseite ein Flüssigkeits-Flüssigkeits-Wärmetauscher angenommen.
Da die Kosten und der Fluss jeder Übertragungsleitung bekannt sind, können die Leitungen mit dem höchsten Verhältnis von Kosten zu Fluss entfernt und der Fluss neu berechnet werden, bis die gewünschten Kosten pro Fluss erreicht sind.
Für die Berechnung des Abstands zwischen zwei Punkten wird eine kleine Winkelnäherung der Loxodromlänge verwendet. Während es auch eine genaue Implementierung der Orthodromdistanz gibt, hat die erhöhte Genauigkeit aufgrund der geringen Entfernungen, die meist unter 20 km liegen, und der Unsicherheit der tatsächlichen Übertragungsleitungslänge aufgrund vieler Faktoren wie der Topologie keinen wirklichen Vorteil. Befinden sich zwei Punkte im Radiusbereich, wird dies in einer Nachbarschaftsliste gespeichert. Die Erstellung solcher Adjazenzlisten erfolgt zwischen Quellen und Quellen, Senken und Senken sowie Quellen und Senken. Der Grund für die Trennung liegt in der Flexibilität, bestimmte Temperaturanforderungen für Quellen oder Senken hinzuzufügen.
Basierend auf der igraph-Bibliothek wird eine NetworkGraph-Klasse mit allen Funktionen implementiert, die für das Berechnungsmodul benötigt werden. Obwohl igraph schlecht dokumentiert ist, bietet es eine viel bessere Leistung als reine Python-Module wie NetworkX und eine breitere Plattformunterstützung als Linux im Gegensatz zu Graph-Tool. Die NetworkGraph-Klasse beschreibt nur ein Netzwerk auf der Oberfläche, enthält jedoch drei verschiedene Diagramme. Erstens die Grafik, die das Netzwerk beschreibt, wie es durch die drei Adjazenzlisten definiert ist. Zweitens der Korrespondenzgraph, der Senken desselben zusammenhängenden Bereichs intern verbindet, und der letzte der für die Berechnung des maximalen Durchflusses verwendeten Grafik für den maximalen Durchfluss.
Enthält nur die realen Quellen und Senken als Eckpunkte.
Jede Senke benötigt eine Korrespondenz-ID, die angibt, ob sie wie in zusammenhängenden Bereichen intern durch ein bereits vorhandenes Netzwerk verbunden ist. Senken mit derselben Korrespondenz-ID werden mit Kanten mit einer Gewichtung von Null mit einem neuen Scheitelpunkt verbunden. Dies ist entscheidend für die Berechnung eines minimalen Spannbaums und für den Grund, warum der Korrespondenzgraph dafür verwendet wird. Diese Funktion ist auch für Quellen implementiert, wird aber nicht verwendet.
Da igraph in seiner Maximalflussfunktion nicht mehrere Quellen und Senken unterstützt, wird ein Hilfsgraph benötigt. Es führt einen unendlichen Quellen- und Senkenscheitelpunkt ein. Jede reale Quelle ist mit der unendlichen Quelle verbunden, und jede reale Senke ist durch eine Kante mit der unendlichen Senke verbunden. Beachten Sie, dass, wenn eine Senke mit einem Korrespondenzscheitelpunkt verbunden ist, dieser Scheitelpunkt anstelle der Senke selbst verbunden wird.
Basierend auf dem Korrespondenzgraphen wird der minimale Spannbaum berechnet. Die Kanten, die die zusammenhängenden Senken verbinden, haben immer das Gewicht 0, sodass sie immer Teil des minimalen Spannbaums bleiben.
Der Fluss durch die Kanten, die die realen Quellen oder Senken mit der unendlichen Quelle oder Senke verbinden, wird auf die reale Kapazität jeder Quelle oder Senke begrenzt. Aus numerischen Gründen werden die Kapazitäten so normalisiert, dass die größte Kapazität 1 ist. Der Fluss durch die Teilmenge der Kanten im Korrespondenzdiagramm ist auf 1000 begrenzt, was für alle intensiven und zweckmäßigen Zwecke einen uneingeschränkten Fluss bieten sollte. Dann wird der maximale Durchfluss von der unendlichen Quelle zur unendlichen Senke berechnet und der Durchfluss auf seine ursprüngliche Größe skaliert. Da kohärente Senken nicht direkt mit dem Scheitelpunkt der unendlichen Senke verbunden sind, sondern durch den Korrespondenzscheitelpunkt auf die Summe aller kohärenten Senken beschränkt sind.
Die Implementierung der igraph-Maximum-Flow-Funktion verwendet den Push-Relabel-Algorithmus. Diese Art von Algorithmus ist nicht kostensensitiv und findet möglicherweise nicht immer den kürzesten Weg, den Fluss zu leiten. Ein kostensensitiver Algorithmus ist in igraph nicht verfügbar, und es ist wahrscheinlich, dass die Leistung niedrig ist, um einen stundenbasierten Fluss über das ganze Jahr hinweg auflösen zu können. Aufgrund der vorherigen Reduzierung auf ein Minimum sind die Fälle, in denen eine nicht ideale Lösung gewählt wird, sehr begrenzt und unwahrscheinlich. Der Push-Relabel-Algorithmus neigt auch dazu, den Fluss durch die geringste Anzahl von Kanten zu leiten. Die igraph-Implementierung scheint in der Reihenfolge der Zuordnung des Flusses deterministisch zu sein, wenn die Graphen mindestens Automorphismen sind, was für die stundenbasierte Flussberechnung wichtig ist, da jede künstlich eingeführte Flussoszillation zwischen Kanten unerwünscht ist.
Die Wärmequellen stammen aus der Industriedatenbank. Auf der Grundlage der überschüssigen Wärme, der Nuts0 ID und des Industriesektors wird für jeden Standort ein Lastprofil erstellt, das jede Stunde des Jahres abdeckt. Das benutzerdefinierte Hinzufügen von Sites ist geplant.
Die Kühlkörper basieren auf zusammenhängenden Bereichen mit bekanntem Wärmebedarf. Die zusammenhängenden Bereiche bilden eine Maske für ein Raster, auf dem äquidistante Punkte als Eintrittspunkte platziert sind. Abhängig von der gewählten Nuts2 ID wird den Spülen ein Wohnheizprofil zugeordnet. Das benutzerdefinierte Hinzufügen von Einstiegspunkten und Senken ist geplant.
Die genannten Lastprofile bestehen aus 8760 Punkten, die die Last für jede Stunde der 365 Tage darstellen. Weitere Informationen zu den Lastprofilen finden Sie hier.
Da Fernwärmesysteme eine große Wärmekapazität haben, bedeutet ein Spitzenwert im Durchfluss nicht, dass die Übertragungsleitungen diese kurze Wärmespitze sofort liefern müssen. Daher werden die erforderlichen Kapazitäten der Übertragungsleitungen und Wärmetauscher durch die gemittelte Spitzenlast bestimmt. Insbesondere wird die Numpy-Faltungsfunktion verwendet, um den Fluss über die letzten drei Stunden zu mitteln, indem mit einer konstanten Funktion gefaltet wird. Abhängig von diesem Wert wird eine Übertragungsleitung aus der folgenden Tabelle gewählt.
Spezifische Kosten der verwendeten Übertragungsleitungen
| Leistung in MW | Kosten in € / m | Temperatur in ° C | | ------------- |: -------------: | -----: | | 0,2 | 195 | <150 | | 0,3 | 206 | <150 | | 0,6 | 220 | <150 | | 1.2 | 240 | <150 | | 1,9 | 261 | <150 | | 3.6 | 288 | <150 | | 6.1 | 323 | <150 | | 9,8 | 357 | <150 | | 20 | 426 | <150 | | 45 | 564 | <150 | | 75 | 701 | <150 | | 125 | 839 | <150 | | 190 | 976 | <150 | | > 190 | 976 | <150 |
Die Kosten des Wärmetauschers auf der Quellenseite, die als Luft zu Flüssigkeit angenommen werden, werden mit berechnet
C HSource (en-P) = P peak * 15.000 € / MW.
Die Kosten des Flüssig-Flüssig-Wärmetauschers auf der Senkenseite werden mit ermittelt
C HSink (en-P) = P- Peak * 265.000 € / MW, wenn P- Peak <1 MW oder
C HSink (en-P) = P peak * 100.000 € / MW sonst
Die Kosten der Pumpe folgen
C Pumpe (en-P) = P- Spitze * 240.000 € / MW, wenn P- Spitze <1 MW oder
C Pumpe (en-P) = P Spitze * 90.000 € / MW sonst.
Mit einem Kosten-zu-Fluss-Schwellenwert für Übertragungsleitungen können sie entfernt werden, wenn sie überschritten werden, um das Fluss-zu-Kosten-Verhältnis zu verbessern. Nach dem Entfernen von Kanten muss der Fluss neu berechnet werden, da die Kontinuität des Flusses im Diagramm nicht mehr gewährleistet ist. Das Kosten-zu-Fluss-Verhältnis kann sich jetzt auch für andere Kanten erhöhen, sodass dieser Vorgang wiederholt wird, bis sich die Summe aller Flüsse nicht mehr ändert.
Zunächst werden die Wärmequellen und -senken mit ihren Lastprofilen belastet. Dann wird die Suche nach festen Radien durchgeführt und das Netzwerk initialisiert. Danach wird das Netzwerk auf das Minimum reduziert und der maximale Fluss für jede Stunde des Jahres berechnet. Basierend auf dem Durchfluss werden die Kosten für jeden Wärmetauscher, jede Pumpe und jede Übertragungsleitung berechnet. Wenn ein Schwellenwert-Kosten-zu-Fluss-Verhältnis definiert ist, wird die Übertragungsleitungsentfernungsprozedur ausgeführt. Am Ende werden die Gesamtkosten und der Gesamtfluss des Netzwerks und das Layout des Netzwerks zurückgegeben.
Das vorliegende WÄRMETRANSPORTPOTENZIAL CM - EXCESS soll dem Nutzer helfen, Integrationspotenziale für überschüssige Wärme in Fernwärmenetzen zu identifizieren. Obwohl zahlreiche Analysefunktionen angegeben sind, um den Benutzer nicht einzuschränken, muss ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass es sich nicht um eine detaillierte technische Planung handelt. Die Potentiale basieren auf dem CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Dieses CM identifiziert Gebiete mit günstigen Bedingungen für Fernwärmenetze. Das CM - EXCESS WÄRMETRANSPORT - POTENZIAL zeigt somit, wie viel Wärme in diesen Bereichen durch industrielle Überschusswärme gedeckt werden könnte. Dies bedeutet jedoch nicht, dass in dieser Region bereits ein Fernwärmenetz vorhanden ist. Ein anwendungsorientierter Einsatz des Tools für Praktiker könnte daher wie folgt aussehen:
Fügen Sie bei Bedarf Ihre eigenen Daten zu überschüssiger Wärme bereitstellenden Unternehmen in der Region mit der Industrieanlage cm hinzu.
Schalten Sie die "Industriestandorte überschüssige Wärme"
Führen Sie das CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL aus.
Der Wert
Diese Grafik vergleicht das DH-Potenzial, die Gesamtüberschusswärme, die angeschlossene Überschusswärme und die genutzte Überschusswärme. zeigt, wie viel Wärme im untersuchten Bereich durch überschüssige Wärme abgedeckt werden könnte.
Indikatoren Erforderliche Investitionen, jährliche Kosten und gleichmäßige Heizkosten zeigt die spezifischen Wärmeerzeugungskosten für das gesamte Netz. Hinweis: Die angezeigten Kosten wurden mithilfe eines vereinfachten Ansatzes geschätzt. Diese Kosten gelten nicht für einzelne Pipelines. Die angezeigten Kosten können jedoch als vereinfachte Ausgangsannahme als Transportkosten für die Einbindung von überschüssiger Wärme in ein möglicherweise in der Nähe befindliches Fernwärmenetz verwendet werden.
Aus dem Obigen könnte die folgende Arbeitshierarchie verwendet werden:
Prüfen Sie, ob in der betrachteten Region ein Fernwärmenetz vorhanden oder geplant ist.
Die angezeigten Pipes enthalten Flüsse. Dort können Sie sehen, wie viel überschüssige Wärme von den jeweiligen Quellen transportiert wird. Die betroffenen Unternehmen konnten nun kontaktiert werden. Wahrscheinlich zuerst die Firmen mit den hohen Stückzahlen.
Übertragungsleitung und ihr Fluss Aktivieren Sie das Kontrollkästchen DH Potential CM , um die Eingänge so anzupassen, dass ein DH- Bereich erstellt wird.
Aktivieren Sie die Ebene "Industriestandorte" in der Benutzerauswahl.
Überprüfen Sie die Warnung .
Erhöhen Sie die Übertragungsleitungsschwelle
Überprüfen Sie das Land und den Teilsektor der hochgeladenen Industriestandorte.
CM hat keinen Zugriff auf die in diesem Bereich auszuführenden Heizprofildaten.
Probelauf in PL22 mit Standardparametern. Es wird empfohlen, auf der Registerkarte "Ebenen" Überhitzungsstellen zu aktivieren.
Probelauf in PL22. Die rosa Bereiche stehen für die Fernwärme. Das Orange umkreist die Wärmequelle und das Orange die Übertragungsleitungen des Netzwerks. Diese Grafik vergleicht das DH-Potenzial, die Gesamtüberschusswärme, die angeschlossene Überschusswärme und die genutzte Überschusswärme. 
Diese Grafik zeigt die Kosten des Netzwerks im Vergleich zum jährlichen Fluss. Der orangefarbene Punkt repräsentiert das aktuelle Netzwerk mit seiner eingestellten Übertragungsleitungsschwelle In diesem Fall können wir sehen, dass viel mehr Wärme als verbraucht zur Verfügung steht, aber auf der anderen Seite wird der maximal mögliche Durchfluss fast erreicht, da der orangefarbene Punkt bei 1530 GWh pro Jahr liegt. In diesem Fall kann eine Vergrößerung des Suchradius dazu beitragen, mehr überschüssige Wärme zu verteilen. In Probelauf 2 machen wir genau das.
In dieser Grafik werden die Heizkosten und die erforderliche Übertragungsleitungsschwelle für einen bestimmten Durchfluss eingezeichnet. Die orangefarbenen Punkte repräsentieren den Wert mit der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle 
Manchmal kann es hilfreich sein, die Übertragungsleitungsschwelle in der Grafik auszublenden, um die ausgeglichenen Kosten zu analysieren. 
Diese Grafik zeigt den Gesamtfluss durch das Netzwerk während des gesamten Jahres. Die untere Grafik zeigt den durchschnittlichen Tag. Da die Standardzeitauflösung auf "Woche" eingestellt ist, ist sie in diesem Fall konstant. Probelauf in PL22 mit einem maximalen Suchradius von 40 km.
Probelauf in PL22. Die rosa Bereiche stehen für die Fernwärme. Die Orange umkreist die Wärmequelle und die Orange die Übertragungsleitungen des Netzwerks. Das Netzwerk ist viel größer als im ersten Probelauf.
Diese Grafik vergleicht das DH-Potenzial, die Gesamtüberschusswärme, die angeschlossene Überschusswärme und die genutzte Überschusswärme. Es wird mehr überschüssige Wärme verwendet.
Diese Grafik zeigt die Kosten des Netzwerks im Vergleich zum jährlichen Fluss. Der orangefarbene Punkt repräsentiert das aktuelle Netzwerk mit seiner eingestellten Übertragungsleitungsschwelle 
In dieser Grafik werden die Heizkosten und die erforderliche Übertragungsleitungsschwelle für einen bestimmten Durchfluss eingezeichnet. Die orangefarbenen Punkte repräsentieren den Wert mit der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle 
Manchmal kann es hilfreich sein, die Übertragungsleitungsschwelle in der Grafik auszublenden, um die ausgeglichenen Kosten zu analysieren. Wir können ein lokales Minimum an gleichmäßigen Kosten für die Wärmeversorgung von 4900 GWh pro Jahr feststellen. Indem wir mit der Maus über die grüne Linie fahren, können wir feststellen, dass dies mit einer Übertragungsleitungsschwelle von 0,11 ct / kWh erreicht wird. In Probelauf 3 werden wir versuchen, dieses Netzwerk zu finden.
Diese Grafik zeigt den Gesamtfluss durch das Netzwerk während des gesamten Jahres. Die untere Grafik zeigt den durchschnittlichen Tag. Da die Standardzeitauflösung auf "Woche" eingestellt ist, ist sie in diesem Fall konstant. Probelauf in PL22 mit einem maximalen Suchradius von 40 km, einer Übertragungsleitungsschwelle von 0,11 ct / kWh und einer Zeitauflösung von "Stunde".
Probelauf in PL22. Die rosa Bereiche stehen für die Fernwärme. Das Orange umkreist die Wärmequelle und das Orange die Übertragungsleitungen des Netzwerks. Das Netzwerk ist kleiner als im zweiten Durchgang, behält aber einen Großteil des Flusses bei.
Diese Grafik vergleicht das DH-Potenzial, die Gesamtüberschusswärme, die angeschlossene Überschusswärme und die genutzte Überschusswärme. Diese Grafik zeigt die Kosten des Netzwerks im Vergleich zum jährlichen Fluss. Der orangefarbene Punkt repräsentiert das aktuelle Netzwerk mit seiner eingestellten Übertragungsleitungsschwelle In dieser Grafik werden die Heizkosten und die erforderliche Übertragungsleitungsschwelle für einen bestimmten Durchfluss eingezeichnet. Die orangefarbenen Punkte repräsentieren den Wert mit der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle Manchmal kann es hilfreich sein, die Übertragungsleitungsschwelle in der Grafik auszublenden, um die ausgeglichenen Kosten zu analysieren. Wir können sehen, dass wir gerade das lokale Minimum erreicht haben. Der Unterschied in den Kostenannäherungsdiagrammen zu den Indikatoren wird durch Annäherungsfehler verursacht. Diese Fehler sind jedoch meist systematisch und versetzen daher nicht das Minimum, sondern skalieren die Kurve nur auf eine andere Weise. Die Niveaukostenanzeige zeigt jetzt im zweiten Durchgang 0,84 ct / kWh statt 1,09 ct / kWh an.
Diese Grafik zeigt den Gesamtfluss durch das Netzwerk während des gesamten Jahres. Die untere Grafik zeigt den durchschnittlichen Tag. Diese Zeit mit einer auf "Stunde" eingestellten Zeitauflösung wird der durchschnittliche Tag korrekt dargestellt. Diese Seite wurde geschrieben von Ali Aydemir * und David Schilling *
* Fraunhofer ISI Fraunhofer ISI, Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe
Copyright © 2016-2018: Ali Aydemir, David Schilling
Creative Commons Attribution 4.0 International License Diese Arbeit unterliegt den Bestimmungen einer Creative Commons CC BY 4.0 International License.
SPDX-Lizenz-ID: CC-BY-4.0
Lizenz-Text: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Wir möchten dem Horizon 2020 Hotmaps-Projekt (Finanzhilfevereinbarung Nr. 723677), das die Mittel für die Durchführung dieser Untersuchung zur Verfügung stellte, unsere tiefste Anerkennung aussprechen .
This page was automatically translated. View in another language:
English (original) Bulgarian* Croatian* Czech* Danish* Dutch* Estonian* Finnish* French* Greek* Hungarian* Irish* Italian* Latvian* Lithuanian* Maltese* Polish* Portuguese (Portugal, Brazil)* Romanian* Slovak* Slovenian* Spanish* Swedish*
* machine translated1> CM Übermäßiges Wärmetransportpotential
Dieses CM - EXCESS WÄRMETRANSPORT - POTENZIAL hilft dem Benutzer, Integrationspotentiale für überschüssige Wärme in Fernwärmenetzen zu identifizieren. Die Potentiale basieren auf dem CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Dieses CM identifiziert Gebiete mit günstigen Bedingungen für Fernwärmenetze. Das WÄRMETRANSPORT-POTENZIAL CM-EXCESS zeigt, wie viel Wärme in diesen Bereichen durch industrielle Überschusswärme gedeckt werden könnte. Dies bedeutet jedoch nicht, dass in dieser Region bereits ein Fernwärmenetz vorhanden ist.
Die folgenden Daten und Methoden werden für die vorherige Aufgabe kombiniert.
Daten:
Wärmebedarf für benachbarte Gebiete mit günstigen Bedingungen für stündlich aufgelöste Fernwärmenetze (aus dem CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL).
Daten zu überschüssigen Wärmemengen von Industrieunternehmen in der Region, die ebenfalls stündlich aufgelöst werden (aus der Datensatz-Industriedatenbank).
Kostenannahmen für Wärmetauscher, Pumpen und Rohrleitungen sowie Wärmeverluste für Fernwärmeleitungen.
Methode (vereinfacht):
Ziel des Verfahrens ist es, den größtmöglichen überschüssigen Wärmestrom mit nicht zu vielen und damit zu langen Rohrleitungen zu den möglichen Fernwärmenutzern darzustellen, indem Netze mit maximalem Durchfluss erzeugt werden. Besonders ineffiziente Transportleitungen (mit geringen Wärmeströmen und damit hohen spezifischen Wärmetransportkosten) werden im endgültigen Netz jedoch nicht berücksichtigt. Die Schwelle für die Wirtschaftlichkeit einzelner Transportstrecken kann vom Nutzer vorgegeben werden (vgl. Schwelle für Übertragungsstrecken).
Der grundsätzliche Hintergrund des Ansatzes ist folgender: Wenn es nur wenige überschüssige Wärmequellen gibt, könnte immer eine einzige Rohrleitung pro Quelle in Betracht gezogen werden, um die Wärme in ein nahe gelegenes Gebiet mit günstigen Bedingungen für die Fernwärme zu transportieren. Wenn jedoch mehrere überschüssige Wärmequellen in den gleichen Bereich fließen sollen, ist es sinnvoll, die Wärme zu sammeln und in einer größeren gemeinsamen Rohrleitung in den Bereich zu transportieren. Der Ansatz mit einer Pipe pro Quelle neigt dazu, den Aufwand für die Pipelines zu überschätzen.
Um dem oben genannten Problem entgegenzuwirken, wurde das Problem der Pipelineplanung durch die Annahme eines Netzwerkflussproblems angenähert. Eine Heuristik löst das Problem, bei dem überschüssige Wärme gebündelt und zu den möglichen Nutzern transportiert werden kann. Der konkrete methodische Aufbau der Lösung mit dem Ansatz des Minimum Span Tree ist im entsprechenden methodischen Teil beschrieben. Die im vorigen Kontext ermittelte Rohrleitungsauslegung stellt daher keine detaillierte Planung oder reale Routenführung dar, sondern dient lediglich der Kostenschätzung für die Verteilung der überschüssigen Wärmemengen in den umliegenden Gebieten mit günstigen Bedingungen für Fernwärmenetze (vgl CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL, Stichwort kohärente Bereiche). Diese Kostenschätzung bezieht sich somit auf das gesamte Netz.
Die Ergebnisse sind dann zunächst wie folgt zu interpretieren: Würden die erfassten überschüssigen Wärmemengen zusammen in die angegebenen Nahbereiche transportiert, so könnten die Kosten für die Wärmeverteilung in der Größenordnung liegen, wie sie vom Tool angegeben werden (vgl. Nivellierte Kosten) Wärmeversorgung). In der Regel sind die Werte für das gesamte Netz auch ein guter Startindikator für einzelne Pipelines. Ziel der Ergebnisse ist es daher, einem Projektentwickler oder Planer eine Größenordnung für mögliche Vertriebskosten zur Verfügung zu stellen.
Fernwärmeflächen (vorerst direkt vom Fernwärmepotential CM bereitgestellt)
Industriedatenbank (standardmäßig von der Toolbox bereitgestellt)
Lastprofile für die Industrie
Lastprofile für Wohnraumheizung und Brauchwarmwasser
Mindest. Wärmebedarf in Hektar
Siehe DH Potential CM .
Mindest. Wärmebedarf in einem DH-Bereich
Siehe DH Potential CM .
Suchradius in km
Die maximale Länge einer Übertragungsleitung von Punkt zu Punkt.
Lebensdauer der Ausrüstung in Jahren
Nivellierte Wärmekosten beziehen sich auf diesen Zeitraum.
Abzinsungssatz in%
Zinssatz für den Kredit, der zum Aufbau des Netzwerks erforderlich ist.
Kostenfaktor
Faktor zum Anpassen der Netzwerkkosten, falls die Standardwerte die Kosten nicht genau wiedergeben. Die für das Netzwerk notwendigen Investitionen werden mit diesem Faktor multipliziert. Standardkosten finden Sie hier .
Betriebskosten in%
Betriebskosten des Netzwerks pro Jahr. In Prozent der für das Netzwerk notwendigen Investitionen.
Schwellenwert für Übertragungsleitungen in ct / kWh
Die maximal nivellierten Wärmekosten jeder einzelnen Übertragungsleitung. Mit diesem Parameter können die Heizkosten für das gesamte Netz geregelt werden. Ein niedrigerer Wert entspricht geringeren Heizkosten, verringert aber auch den Wärmeüberschuss und umgekehrt.
Zeitauflösung
Legt das Intervall zwischen den Netzwerkflussberechnungen für das gesamte Jahr fest. Kann einer dieser Werte sein: (Stunde, Tag, Woche, Monat, Jahr)
Ortsauflösung in km
Legt die Entfernung des Einstiegspunkts in Längen- und Breitengradrichtung in dh-Bereichen fest.
Übertragungsleitungen
Formdatei mit den vorgeschlagenen Übertragungsleitungen mit ihrer Temperatur, dem jährlichen Wärmestrom und den Kosten. Details finden Sie hier.
Gesamtüberschusswärme im ausgewählten Bereich in GWh
Gesamtüberschusswärme von Industrieanlagen in ausgewählten Bereichen und in der Nähe.
Überschüssige Wärme in GWh
Insgesamt verfügbare überschüssige Wärme von Industrieanlagen, die an ein Netzwerk angeschlossen sind.
Überschüssige Wärme in GWh
Tatsächliche überschüssige Wärme, die für dh.
Für das Netzwerk notwendige Investitionen in €
Für den Aufbau des Netzwerks sind Investitionen erforderlich.
Jährliche Netzwerkkosten in € / Jahr
Kosten verursacht durch die Jahres- und Betriebskosten des Netzes pro Jahr.
Nivellierte Kosten der Wärmeversorgung in ct / kWh
Nivellierte Wärmekosten des gesamten Netzes.
DH-Potential und überschüssige Wärme
Grafik mit DH-Potenzial, Gesamtüberschusswärme, angeschlossener Überschusswärme und verbrauchter Überschusswärme. Details finden Sie hier .
Überhitzung und Investition notwendig
Grafik mit der jährlichen Abgabe von überschüssiger Wärme für die für das Netzwerk erforderlichen Investitionen. Details finden Sie hier .
Überschüssige Wärme verbraucht und Kosten eingeebnet
Die Grafik zeigt die jährliche Abgabe von überschüssiger Wärme zu ausgeglichenen Kosten für das Netz und den entsprechenden Übertragungsleitungsschwellenwert. Details finden Sie hier .
Kurven laden
Grafik mit monatlichem Wärmebedarf und -überschuss. Details finden Sie hier .
Kurven laden
Grafik zeigt den durchschnittlichen täglichen Wärmebedarf und -überschuss. Details finden Sie hier .
Beispiel einer Übertragungsleitung, die in der Toolbox angezeigt wird Durch Klicken auf die Übertragungsleitung werden zusätzliche Informationen eingeblendet.
Diese Grafik vergleicht das DH-Potenzial, die Gesamtüberschusswärme, die angeschlossene Überschusswärme und die genutzte Überschusswärme. Weitere Informationen zum jährlichen Wärmebedarf und DH-Potenzial finden Sie hier . Die überschüssige Wärme, die damit verbundene überschüssige Wärme und die verbrauchte überschüssige Wärme entsprechen den gleichnamigen Indikatoren .
Diese Grafik zeigt die Kosten des Netzwerks im Vergleich zum jährlichen Fluss. Der orangefarbene Punkt repräsentiert das aktuelle Netzwerk mit seiner eingestellten Übertragungsleitungsschwelle Die x-Achse repräsentiert den jährlichen Durchfluss und die y-Achse die notwendige Investition für das gesamte Netzwerk. Beachten Sie, dass die x-Achse nicht linear ist und verwirrend sein kann. Überprüfen Sie immer die aktuellen Werte! Der orangefarbene Punkt repräsentiert das Netzwerk bei der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle . Abweichungen vom Indikator für den Investitionsbedarf sind häufig, da die Grafik aufgrund des Rechenaufwands mit einer geringeren Genauigkeit erstellt wird. Der Trend und der Verlauf des Diagramms stellen dar, wie sich die Übertragungsleitungsschwelle auf das Netzwerk auswirkt und wirklich hilfreich sein kann. Vor allem in Verbindung mit der nächsten Grafik . Bei kleinen Netzwerken zeigt diese Grafik möglicherweise keine nützlichen Informationen an, da das Netzwerk für Variationen nicht komplex genug ist.
In dieser Grafik werden die Heizkosten und die erforderliche Übertragungsleitungsschwelle für einen bestimmten Durchfluss eingezeichnet. Die orangefarbenen Punkte repräsentieren den Wert mit der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle Die x-Achse stellt den jährlichen Durchfluss dar, und die y-Achse gleicht die Wärmekosten und die Übertragungsleitungsschwelle aus . Die orangefarbenen Punkte repräsentieren das Netzwerk bei der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle . Da die Übertragungsleitungsschwellenwertkurve wesentlich höher skaliert werden kann als die eingeplanten Kosten, kann es hilfreich sein, die Ansicht der Übertragungsleitungsschwellenwertkurve wie in der folgenden Abbildung dargestellt zu deaktivieren. Bei kleinen Netzwerken zeigt diese Grafik möglicherweise keine nützlichen Informationen an, da das Netzwerk für Variationen nicht komplex genug ist.
Manchmal kann es hilfreich sein, die Übertragungsleitungsschwelle in der Grafik auszublenden, um die ausgeglichenen Kosten zu analysieren. Abweichungen von den berechneten Kosten der Wärmeanzeige sind häufig, da die Grafik aufgrund des Rechenaufwands mit einer geringeren Genauigkeit erstellt wird. Der Trend und der Verlauf des Diagramms stellen dar, wie sich die Übertragungsleitungsschwelle auf das Netzwerk auswirkt und wirklich hilfreich sein kann. Sobald die gewünschten ausgeglichenen Wärmekosten ausgewählt sind, kann die Übertragungsleitungsschwellenwertkurve wieder aktiviert werden, und der entsprechende Übertragungsleitungsschwellenwert für die gewünschten ausgeglichenen Kosten kann abgelesen werden, indem an diesem Punkt der Mauszeiger über die Kurve gehalten wird. Weitere Details zur Verwendung der Grafik finden Sie hier.
Diese Grafik zeigt den Gesamtfluss durch das Netzwerk während des gesamten Jahres. Die untere Grafik zeigt den durchschnittlichen Tag. Die x-Achse repräsentiert die Zeit und die y-Achsenleistung. Die blauen Kurven repräsentieren den Wärmebedarf der DH-Bereiche und die roten die verfügbare überschüssige Wärme. Der Schnittpunkt beider Kurven repräsentiert den tatsächlichen Gesamtwärmestrom. Die obere Grafik zeigt die Strömung über das Jahr und die untere die Strömung des durchschnittlichen Tages. Beachten Sie, dass die Zeitauflösung mindestens auf "Monat" für die obere und "Stunde" für die untere Grafik eingestellt sein muss, um repräsentativ zu sein.
Das Schlüsselelement des Überschusswärmemoduls ist das verwendete Quell-Senken-Modell. Es baut ein Übertragungsnetz mit minimaler Länge auf und berechnet den Durchfluss für jede Stunde des Jahres auf der Grundlage von Heizlastprofilen für Privathaushalte mit Nuts2-Auflösung und Branchenlastprofilen mit Nuts0-Auflösung. Basierend auf den über das Jahr gemittelten Spitzenströmen können die Kosten für jede Übertragungsleitung und jeden Wärmetauscher auf der Quell- und Senkenseite berechnet werden.
Anhand der Nuts0-ID und des Industriesektors wird jeder Quelle ein jährlich stündlich aufgelöstes Lastprofil zugeordnet.
Basierend auf dem Modul zur Berechnung des Fernwärmepotentials werden in den zusammenhängenden Bereichen äquidistante Eintrittspunkte erstellt. Abhängig von der Nuts2-ID der Einstiegspunkte wird ein Lastprofil zugewiesen.
Innerhalb eines festgelegten Radius wird geprüft, welche Quellen sich in Reichweite befinden, welche Senken sich in Reichweite befinden und welche Senken sich in Reichweite für Quellen befinden. Dies kann durch ein Diagramm mit Quellen und Senken dargestellt werden, die die Scheitelpunkte bilden, und die Scheitelpunkte im Bereich, die durch eine Kante verbunden sind.
Ein minimaler Spannbaum wird mit dem Abstand der Kanten als Gewichte berechnet. Dies führt dazu, dass ein Diagramm seine Konnektivität beibehält, während die Gesamtlänge der Kanten minimal ist. Beachten Sie, dass die Einstiegspunkte kohärenter Bereiche intern kostenlos verbunden sind, da sie ein eigenes Vertriebsnetz bilden.
Der maximale Durchfluss von den Quellen zu den Senken wird für jede Stunde des Jahres berechnet.
Der über 3 Stunden gemittelte Spitzenstrom des Jahres bestimmt die erforderliche Kapazität für die Übertragungsleitungen und Wärmetauscher. Die Kosten der Übertragungsleitungen hängen von der Länge und Kapazität ab, während die Kosten der Wärmetauscher nur von der Kapazität beeinflusst werden. Auf der Quellenseite wird ein Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher mit integrierter Pumpe für die Übertragungsleitung und auf der Senkenseite ein Flüssigkeits-Flüssigkeits-Wärmetauscher angenommen.
Da die Kosten und der Fluss jeder Übertragungsleitung bekannt sind, können die Leitungen mit dem höchsten Verhältnis von Kosten zu Fluss entfernt und der Fluss neu berechnet werden, bis die gewünschten Kosten pro Fluss erreicht sind.
Für die Berechnung des Abstands zwischen zwei Punkten wird eine kleine Winkelnäherung der Loxodromlänge verwendet. Während es auch eine genaue Implementierung der Orthodromdistanz gibt, hat die erhöhte Genauigkeit aufgrund der geringen Entfernungen, die meist unter 20 km liegen, und der Unsicherheit der tatsächlichen Übertragungsleitungslänge aufgrund vieler Faktoren wie der Topologie keinen wirklichen Vorteil. Befinden sich zwei Punkte im Radiusbereich, wird dies in einer Nachbarschaftsliste gespeichert. Die Erstellung solcher Adjazenzlisten erfolgt zwischen Quellen und Quellen, Senken und Senken sowie Quellen und Senken. Der Grund für die Trennung liegt in der Flexibilität, bestimmte Temperaturanforderungen für Quellen oder Senken hinzuzufügen.
Basierend auf der igraph-Bibliothek wird eine NetworkGraph-Klasse mit allen Funktionen implementiert, die für das Berechnungsmodul benötigt werden. Obwohl igraph schlecht dokumentiert ist, bietet es eine viel bessere Leistung als reine Python-Module wie NetworkX und eine breitere Plattformunterstützung als Linux im Gegensatz zu Graph-Tool. Die NetworkGraph-Klasse beschreibt nur ein Netzwerk auf der Oberfläche, enthält jedoch drei verschiedene Diagramme. Erstens die Grafik, die das Netzwerk beschreibt, wie es durch die drei Adjazenzlisten definiert ist. Zweitens der Korrespondenzgraph, der Senken desselben zusammenhängenden Bereichs intern verbindet, und der letzte der für die Berechnung des maximalen Durchflusses verwendeten Grafik für den maximalen Durchfluss.
Enthält nur die realen Quellen und Senken als Eckpunkte.
Jede Senke benötigt eine Korrespondenz-ID, die angibt, ob sie wie in zusammenhängenden Bereichen intern durch ein bereits vorhandenes Netzwerk verbunden ist. Senken mit derselben Korrespondenz-ID werden mit Kanten mit einer Gewichtung von Null mit einem neuen Scheitelpunkt verbunden. Dies ist entscheidend für die Berechnung eines minimalen Spannbaums und für den Grund, warum der Korrespondenzgraph dafür verwendet wird. Diese Funktion ist auch für Quellen implementiert, wird aber nicht verwendet.
Da igraph in seiner Maximalflussfunktion nicht mehrere Quellen und Senken unterstützt, wird ein Hilfsgraph benötigt. Es führt einen unendlichen Quellen- und Senkenscheitelpunkt ein. Jede reale Quelle ist mit der unendlichen Quelle verbunden, und jede reale Senke ist durch eine Kante mit der unendlichen Senke verbunden. Beachten Sie, dass, wenn eine Senke mit einem Korrespondenzscheitelpunkt verbunden ist, dieser Scheitelpunkt anstelle der Senke selbst verbunden wird.
Basierend auf dem Korrespondenzgraphen wird der minimale Spannbaum berechnet. Die Kanten, die die zusammenhängenden Senken verbinden, haben immer das Gewicht 0, sodass sie immer Teil des minimalen Spannbaums bleiben.
Der Fluss durch die Kanten, die die realen Quellen oder Senken mit der unendlichen Quelle oder Senke verbinden, wird auf die reale Kapazität jeder Quelle oder Senke begrenzt. Aus numerischen Gründen werden die Kapazitäten so normalisiert, dass die größte Kapazität 1 ist. Der Fluss durch die Teilmenge der Kanten im Korrespondenzdiagramm ist auf 1000 begrenzt, was für alle intensiven und zweckmäßigen Zwecke einen uneingeschränkten Fluss bieten sollte. Dann wird der maximale Durchfluss von der unendlichen Quelle zur unendlichen Senke berechnet und der Durchfluss auf seine ursprüngliche Größe skaliert. Da kohärente Senken nicht direkt mit dem Scheitelpunkt der unendlichen Senke verbunden sind, sondern durch den Korrespondenzscheitelpunkt auf die Summe aller kohärenten Senken beschränkt sind.
Die Implementierung der igraph-Maximum-Flow-Funktion verwendet den Push-Relabel-Algorithmus. Diese Art von Algorithmus ist nicht kostensensitiv und findet möglicherweise nicht immer den kürzesten Weg, den Fluss zu leiten. Ein kostensensitiver Algorithmus ist in igraph nicht verfügbar, und es ist wahrscheinlich, dass die Leistung niedrig ist, um einen stundenbasierten Fluss über das ganze Jahr hinweg auflösen zu können. Aufgrund der vorherigen Reduzierung auf ein Minimum sind die Fälle, in denen eine nicht ideale Lösung gewählt wird, sehr begrenzt und unwahrscheinlich. Der Push-Relabel-Algorithmus neigt auch dazu, den Fluss durch die geringste Anzahl von Kanten zu leiten. Die igraph-Implementierung scheint in der Reihenfolge der Zuordnung des Flusses deterministisch zu sein, wenn die Graphen mindestens Automorphismen sind, was für die stundenbasierte Flussberechnung wichtig ist, da jede künstlich eingeführte Flussoszillation zwischen Kanten unerwünscht ist.
Die Wärmequellen stammen aus der Industriedatenbank. Auf der Grundlage der überschüssigen Wärme, der Nuts0 ID und des Industriesektors wird für jeden Standort ein Lastprofil erstellt, das jede Stunde des Jahres abdeckt. Das benutzerdefinierte Hinzufügen von Sites ist geplant.
Die Kühlkörper basieren auf zusammenhängenden Bereichen mit bekanntem Wärmebedarf. Die zusammenhängenden Bereiche bilden eine Maske für ein Raster, auf dem äquidistante Punkte als Eintrittspunkte platziert sind. Abhängig von der gewählten Nuts2 ID wird den Spülen ein Wohnheizprofil zugeordnet. Das benutzerdefinierte Hinzufügen von Einstiegspunkten und Senken ist geplant.
Die genannten Lastprofile bestehen aus 8760 Punkten, die die Last für jede Stunde der 365 Tage darstellen. Weitere Informationen zu den Lastprofilen finden Sie hier.
Da Fernwärmesysteme eine große Wärmekapazität haben, bedeutet ein Spitzenwert im Durchfluss nicht, dass die Übertragungsleitungen diese kurze Wärmespitze sofort liefern müssen. Daher werden die erforderlichen Kapazitäten der Übertragungsleitungen und Wärmetauscher durch die gemittelte Spitzenlast bestimmt. Insbesondere wird die Numpy-Faltungsfunktion verwendet, um den Fluss über die letzten drei Stunden zu mitteln, indem mit einer konstanten Funktion gefaltet wird. Abhängig von diesem Wert wird eine Übertragungsleitung aus der folgenden Tabelle gewählt.
Spezifische Kosten der verwendeten Übertragungsleitungen
| Leistung in MW | Kosten in € / m | Temperatur in ° C | | ------------- |: -------------: | -----: | | 0,2 | 195 | <150 | | 0,3 | 206 | <150 | | 0,6 | 220 | <150 | | 1.2 | 240 | <150 | | 1,9 | 261 | <150 | | 3.6 | 288 | <150 | | 6.1 | 323 | <150 | | 9,8 | 357 | <150 | | 20 | 426 | <150 | | 45 | 564 | <150 | | 75 | 701 | <150 | | 125 | 839 | <150 | | 190 | 976 | <150 | | > 190 | 976 | <150 |
Die Kosten des Wärmetauschers auf der Quellenseite, die als Luft zu Flüssigkeit angenommen werden, werden mit berechnet
C HSource (en-P) = P peak * 15.000 € / MW.
Die Kosten des Flüssig-Flüssig-Wärmetauschers auf der Senkenseite werden mit ermittelt
C HSink (en-P) = P- Peak * 265.000 € / MW, wenn P- Peak <1 MW oder
C HSink (en-P) = P peak * 100.000 € / MW sonst
Die Kosten der Pumpe folgen
C Pumpe (en-P) = P- Spitze * 240.000 € / MW, wenn P- Spitze <1 MW oder
C Pumpe (en-P) = P Spitze * 90.000 € / MW sonst.
Mit einem Kosten-zu-Fluss-Schwellenwert für Übertragungsleitungen können sie entfernt werden, wenn sie überschritten werden, um das Fluss-zu-Kosten-Verhältnis zu verbessern. Nach dem Entfernen von Kanten muss der Fluss neu berechnet werden, da die Kontinuität des Flusses im Diagramm nicht mehr gewährleistet ist. Das Kosten-zu-Fluss-Verhältnis kann sich jetzt auch für andere Kanten erhöhen, sodass dieser Vorgang wiederholt wird, bis sich die Summe aller Flüsse nicht mehr ändert.
Zunächst werden die Wärmequellen und -senken mit ihren Lastprofilen belastet. Dann wird die Suche nach festen Radien durchgeführt und das Netzwerk initialisiert. Danach wird das Netzwerk auf das Minimum reduziert und der maximale Fluss für jede Stunde des Jahres berechnet. Basierend auf dem Durchfluss werden die Kosten für jeden Wärmetauscher, jede Pumpe und jede Übertragungsleitung berechnet. Wenn ein Schwellenwert-Kosten-zu-Fluss-Verhältnis definiert ist, wird die Übertragungsleitungsentfernungsprozedur ausgeführt. Am Ende werden die Gesamtkosten und der Gesamtfluss des Netzwerks und das Layout des Netzwerks zurückgegeben.
Das vorliegende WÄRMETRANSPORTPOTENZIAL CM - EXCESS soll dem Nutzer helfen, Integrationspotenziale für überschüssige Wärme in Fernwärmenetzen zu identifizieren. Obwohl zahlreiche Analysefunktionen angegeben sind, um den Benutzer nicht einzuschränken, muss ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass es sich nicht um eine detaillierte technische Planung handelt. Die Potentiale basieren auf dem CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Dieses CM identifiziert Gebiete mit günstigen Bedingungen für Fernwärmenetze. Das CM - EXCESS WÄRMETRANSPORT - POTENZIAL zeigt somit, wie viel Wärme in diesen Bereichen durch industrielle Überschusswärme gedeckt werden könnte. Dies bedeutet jedoch nicht, dass in dieser Region bereits ein Fernwärmenetz vorhanden ist. Ein anwendungsorientierter Einsatz des Tools für Praktiker könnte daher wie folgt aussehen:
Fügen Sie bei Bedarf Ihre eigenen Daten zu überschüssiger Wärme bereitstellenden Unternehmen in der Region mit der Industrieanlage cm hinzu.
Schalten Sie die "Industriestandorte überschüssige Wärme"
Führen Sie das CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL aus.
Der Wert
Diese Grafik vergleicht das DH-Potenzial, die Gesamtüberschusswärme, die angeschlossene Überschusswärme und die genutzte Überschusswärme. zeigt, wie viel Wärme im untersuchten Bereich durch überschüssige Wärme abgedeckt werden könnte.
Indikatoren Erforderliche Investitionen, jährliche Kosten und gleichmäßige Heizkosten zeigt die spezifischen Wärmeerzeugungskosten für das gesamte Netz. Hinweis: Die angezeigten Kosten wurden mithilfe eines vereinfachten Ansatzes geschätzt. Diese Kosten gelten nicht für einzelne Pipelines. Die angezeigten Kosten können jedoch als vereinfachte Ausgangsannahme als Transportkosten für die Einbindung von überschüssiger Wärme in ein möglicherweise in der Nähe befindliches Fernwärmenetz verwendet werden.
Aus dem Obigen könnte die folgende Arbeitshierarchie verwendet werden:
Prüfen Sie, ob in der betrachteten Region ein Fernwärmenetz vorhanden oder geplant ist.
Die angezeigten Pipes enthalten Flüsse. Dort können Sie sehen, wie viel überschüssige Wärme von den jeweiligen Quellen transportiert wird. Die betroffenen Unternehmen konnten nun kontaktiert werden. Wahrscheinlich zuerst die Firmen mit den hohen Stückzahlen.
Übertragungsleitung und ihr Fluss Aktivieren Sie das Kontrollkästchen DH Potential CM , um die Eingänge so anzupassen, dass ein DH- Bereich erstellt wird.
Aktivieren Sie die Ebene "Industriestandorte" in der Benutzerauswahl.
Überprüfen Sie die Warnung .
Erhöhen Sie die Übertragungsleitungsschwelle
Überprüfen Sie das Land und den Teilsektor der hochgeladenen Industriestandorte.
CM hat keinen Zugriff auf die in diesem Bereich auszuführenden Heizprofildaten.
Probelauf in PL22 mit Standardparametern. Es wird empfohlen, auf der Registerkarte "Ebenen" Überhitzungsstellen zu aktivieren.
Probelauf in PL22. Die rosa Bereiche stehen für die Fernwärme. Das Orange umkreist die Wärmequelle und das Orange die Übertragungsleitungen des Netzwerks. Diese Grafik vergleicht das DH-Potenzial, die Gesamtüberschusswärme, die angeschlossene Überschusswärme und die genutzte Überschusswärme. Diese Grafik zeigt die Kosten des Netzwerks im Vergleich zum jährlichen Fluss. Der orangefarbene Punkt repräsentiert das aktuelle Netzwerk mit seiner eingestellten Übertragungsleitungsschwelle In diesem Fall können wir sehen, dass viel mehr Wärme als verbraucht zur Verfügung steht, aber auf der anderen Seite wird der maximal mögliche Durchfluss fast erreicht, da der orangefarbene Punkt bei 1530 GWh pro Jahr liegt. In diesem Fall kann eine Vergrößerung des Suchradius dazu beitragen, mehr überschüssige Wärme zu verteilen. In Probelauf 2 machen wir genau das.
In dieser Grafik werden die Heizkosten und die erforderliche Übertragungsleitungsschwelle für einen bestimmten Durchfluss eingezeichnet. Die orangefarbenen Punkte repräsentieren den Wert mit der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle Manchmal kann es hilfreich sein, die Übertragungsleitungsschwelle in der Grafik auszublenden, um die ausgeglichenen Kosten zu analysieren. Diese Grafik zeigt den Gesamtfluss durch das Netzwerk während des gesamten Jahres. Die untere Grafik zeigt den durchschnittlichen Tag. Da die Standardzeitauflösung auf "Woche" eingestellt ist, ist sie in diesem Fall konstant. Probelauf in PL22 mit einem maximalen Suchradius von 40 km.
Probelauf in PL22. Die rosa Bereiche stehen für die Fernwärme. Die Orange umkreist die Wärmequelle und die Orange die Übertragungsleitungen des Netzwerks. Das Netzwerk ist viel größer als im ersten Probelauf.
Diese Grafik vergleicht das DH-Potenzial, die Gesamtüberschusswärme, die angeschlossene Überschusswärme und die genutzte Überschusswärme. Es wird mehr überschüssige Wärme verwendet.
Diese Grafik zeigt die Kosten des Netzwerks im Vergleich zum jährlichen Fluss. Der orangefarbene Punkt repräsentiert das aktuelle Netzwerk mit seiner eingestellten Übertragungsleitungsschwelle In dieser Grafik werden die Heizkosten und die erforderliche Übertragungsleitungsschwelle für einen bestimmten Durchfluss eingezeichnet. Die orangefarbenen Punkte repräsentieren den Wert mit der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle Manchmal kann es hilfreich sein, die Übertragungsleitungsschwelle in der Grafik auszublenden, um die ausgeglichenen Kosten zu analysieren. Wir können ein lokales Minimum an gleichmäßigen Kosten für die Wärmeversorgung von 4900 GWh pro Jahr feststellen. Indem wir mit der Maus über die grüne Linie fahren, können wir feststellen, dass dies mit einer Übertragungsleitungsschwelle von 0,11 ct / kWh erreicht wird. In Probelauf 3 werden wir versuchen, dieses Netzwerk zu finden.
Diese Grafik zeigt den Gesamtfluss durch das Netzwerk während des gesamten Jahres. Die untere Grafik zeigt den durchschnittlichen Tag. Da die Standardzeitauflösung auf "Woche" eingestellt ist, ist sie in diesem Fall konstant. Probelauf in PL22 mit einem maximalen Suchradius von 40 km, einer Übertragungsleitungsschwelle von 0,11 ct / kWh und einer Zeitauflösung von "Stunde".
Probelauf in PL22. Die rosa Bereiche stehen für die Fernwärme. Das Orange umkreist die Wärmequelle und das Orange die Übertragungsleitungen des Netzwerks. Das Netzwerk ist kleiner als im zweiten Durchgang, behält aber einen Großteil des Flusses bei.
Diese Grafik vergleicht das DH-Potenzial, die Gesamtüberschusswärme, die angeschlossene Überschusswärme und die genutzte Überschusswärme. Diese Grafik zeigt die Kosten des Netzwerks im Vergleich zum jährlichen Fluss. Der orangefarbene Punkt repräsentiert das aktuelle Netzwerk mit seiner eingestellten Übertragungsleitungsschwelle In dieser Grafik werden die Heizkosten und die erforderliche Übertragungsleitungsschwelle für einen bestimmten Durchfluss eingezeichnet. Die orangefarbenen Punkte repräsentieren den Wert mit der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle Manchmal kann es hilfreich sein, die Übertragungsleitungsschwelle in der Grafik auszublenden, um die ausgeglichenen Kosten zu analysieren. Wir können sehen, dass wir gerade das lokale Minimum erreicht haben. Der Unterschied in den Kostenannäherungsdiagrammen zu den Indikatoren wird durch Annäherungsfehler verursacht. Diese Fehler sind jedoch meist systematisch und versetzen daher nicht das Minimum, sondern skalieren die Kurve nur auf eine andere Weise. Die Niveaukostenanzeige zeigt jetzt im zweiten Durchgang 0,84 ct / kWh statt 1,09 ct / kWh an.
Diese Grafik zeigt den Gesamtfluss durch das Netzwerk während des gesamten Jahres. Die untere Grafik zeigt den durchschnittlichen Tag. Diese Zeit mit einer auf "Stunde" eingestellten Zeitauflösung wird der durchschnittliche Tag korrekt dargestellt. Diese Seite wurde geschrieben von Ali Aydemir * und David Schilling *
* Fraunhofer ISI Fraunhofer ISI, Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe
Copyright © 2016-2018: Ali Aydemir, David Schilling
Creative Commons Attribution 4.0 International License Diese Arbeit unterliegt den Bestimmungen einer Creative Commons CC BY 4.0 International License.
SPDX-Lizenz-ID: CC-BY-4.0
Lizenz-Text: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Wir möchten dem Horizon 2020 Hotmaps-Projekt (Finanzhilfevereinbarung Nr. 723677), das die Mittel für die Durchführung dieser Untersuchung zur Verfügung stellte, unsere tiefste Anerkennung aussprechen .
This page was automatically translated. View in another language:
English (original) Bulgarian* Croatian* Czech* Danish* Dutch* Estonian* Finnish* French* Greek* Hungarian* Irish* Italian* Latvian* Lithuanian* Maltese* Polish* Portuguese (Portugal, Brazil)* Romanian* Slovak* Slovenian* Spanish* Swedish*
* machine translated> CM Übermäßiges Wärmetransportpotential
Dieses CM - EXCESS WÄRMETRANSPORT - POTENZIAL hilft dem Benutzer, Integrationspotentiale für überschüssige Wärme in Fernwärmenetzen zu identifizieren. Die Potentiale basieren auf dem CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Dieses CM identifiziert Gebiete mit günstigen Bedingungen für Fernwärmenetze. Das WÄRMETRANSPORT-POTENZIAL CM-EXCESS zeigt, wie viel Wärme in diesen Bereichen durch industrielle Überschusswärme gedeckt werden könnte. Dies bedeutet jedoch nicht, dass in dieser Region bereits ein Fernwärmenetz vorhanden ist.
Die folgenden Daten und Methoden werden für die vorherige Aufgabe kombiniert.
Daten:
Wärmebedarf für benachbarte Gebiete mit günstigen Bedingungen für stündlich aufgelöste Fernwärmenetze (aus dem CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL).
Daten zu überschüssigen Wärmemengen von Industrieunternehmen in der Region, die ebenfalls stündlich aufgelöst werden (aus der Datensatz-Industriedatenbank).
Kostenannahmen für Wärmetauscher, Pumpen und Rohrleitungen sowie Wärmeverluste für Fernwärmeleitungen.
Methode (vereinfacht):
Ziel des Verfahrens ist es, den größtmöglichen überschüssigen Wärmestrom mit nicht zu vielen und damit zu langen Rohrleitungen zu den möglichen Fernwärmenutzern darzustellen, indem Netze mit maximalem Durchfluss erzeugt werden. Besonders ineffiziente Transportleitungen (mit geringen Wärmeströmen und damit hohen spezifischen Wärmetransportkosten) werden im endgültigen Netz jedoch nicht berücksichtigt. Die Schwelle für die Wirtschaftlichkeit einzelner Transportstrecken kann vom Nutzer vorgegeben werden (vgl. Schwelle für Übertragungsstrecken).
Der grundsätzliche Hintergrund des Ansatzes ist folgender: Wenn es nur wenige überschüssige Wärmequellen gibt, könnte immer eine einzige Rohrleitung pro Quelle in Betracht gezogen werden, um die Wärme in ein nahe gelegenes Gebiet mit günstigen Bedingungen für die Fernwärme zu transportieren. Wenn jedoch mehrere überschüssige Wärmequellen in den gleichen Bereich fließen sollen, ist es sinnvoll, die Wärme zu sammeln und in einer größeren gemeinsamen Rohrleitung in den Bereich zu transportieren. Der Ansatz mit einer Pipe pro Quelle neigt dazu, den Aufwand für die Pipelines zu überschätzen.
Um dem oben genannten Problem entgegenzuwirken, wurde das Problem der Pipelineplanung durch die Annahme eines Netzwerkflussproblems angenähert. Eine Heuristik löst das Problem, bei dem überschüssige Wärme gebündelt und zu den möglichen Nutzern transportiert werden kann. Der konkrete methodische Aufbau der Lösung mit dem Ansatz des Minimum Span Tree ist im entsprechenden methodischen Teil beschrieben. Die im vorigen Kontext ermittelte Rohrleitungsauslegung stellt daher keine detaillierte Planung oder reale Routenführung dar, sondern dient lediglich der Kostenschätzung für die Verteilung der überschüssigen Wärmemengen in den umliegenden Gebieten mit günstigen Bedingungen für Fernwärmenetze (vgl CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL, Stichwort kohärente Bereiche). Diese Kostenschätzung bezieht sich somit auf das gesamte Netz.
Die Ergebnisse sind dann zunächst wie folgt zu interpretieren: Würden die erfassten überschüssigen Wärmemengen zusammen in die angegebenen Nahbereiche transportiert, so könnten die Kosten für die Wärmeverteilung in der Größenordnung liegen, wie sie vom Tool angegeben werden (vgl. Nivellierte Kosten) Wärmeversorgung). In der Regel sind die Werte für das gesamte Netz auch ein guter Startindikator für einzelne Pipelines. Ziel der Ergebnisse ist es daher, einem Projektentwickler oder Planer eine Größenordnung für mögliche Vertriebskosten zur Verfügung zu stellen.
Fernwärmeflächen (vorerst direkt vom Fernwärmepotential CM bereitgestellt)
Industriedatenbank (standardmäßig von der Toolbox bereitgestellt)
Lastprofile für die Industrie
Lastprofile für Wohnraumheizung und Brauchwarmwasser
Mindest. Wärmebedarf in Hektar
Siehe DH Potential CM .
Mindest. Wärmebedarf in einem DH-Bereich
Siehe DH Potential CM .
Suchradius in km
Die maximale Länge einer Übertragungsleitung von Punkt zu Punkt.
Lebensdauer der Ausrüstung in Jahren
Nivellierte Wärmekosten beziehen sich auf diesen Zeitraum.
Abzinsungssatz in%
Zinssatz für den Kredit, der zum Aufbau des Netzwerks erforderlich ist.
Kostenfaktor
Faktor zum Anpassen der Netzwerkkosten, falls die Standardwerte die Kosten nicht genau wiedergeben. Die für das Netzwerk notwendigen Investitionen werden mit diesem Faktor multipliziert. Standardkosten finden Sie hier .
Betriebskosten in%
Betriebskosten des Netzwerks pro Jahr. In Prozent der für das Netzwerk notwendigen Investitionen.
Schwellenwert für Übertragungsleitungen in ct / kWh
Die maximal nivellierten Wärmekosten jeder einzelnen Übertragungsleitung. Mit diesem Parameter können die Heizkosten für das gesamte Netz geregelt werden. Ein niedrigerer Wert entspricht geringeren Heizkosten, verringert aber auch den Wärmeüberschuss und umgekehrt.
Zeitauflösung
Legt das Intervall zwischen den Netzwerkflussberechnungen für das gesamte Jahr fest. Kann einer dieser Werte sein: (Stunde, Tag, Woche, Monat, Jahr)
Ortsauflösung in km
Legt die Entfernung des Einstiegspunkts in Längen- und Breitengradrichtung in dh-Bereichen fest.
Übertragungsleitungen
Formdatei mit den vorgeschlagenen Übertragungsleitungen mit ihrer Temperatur, dem jährlichen Wärmestrom und den Kosten. Details finden Sie hier.
Gesamtüberschusswärme im ausgewählten Bereich in GWh
Gesamtüberschusswärme von Industrieanlagen in ausgewählten Bereichen und in der Nähe.
Überschüssige Wärme in GWh
Insgesamt verfügbare überschüssige Wärme von Industrieanlagen, die an ein Netzwerk angeschlossen sind.
Überschüssige Wärme in GWh
Tatsächliche überschüssige Wärme, die für dh.
Für das Netzwerk notwendige Investitionen in €
Für den Aufbau des Netzwerks sind Investitionen erforderlich.
Jährliche Netzwerkkosten in € / Jahr
Kosten verursacht durch die Jahres- und Betriebskosten des Netzes pro Jahr.
Nivellierte Kosten der Wärmeversorgung in ct / kWh
Nivellierte Wärmekosten des gesamten Netzes.
DH-Potential und überschüssige Wärme
Grafik mit DH-Potenzial, Gesamtüberschusswärme, angeschlossener Überschusswärme und verbrauchter Überschusswärme. Details finden Sie hier .
Überhitzung und Investition notwendig
Grafik mit der jährlichen Abgabe von überschüssiger Wärme für die für das Netzwerk erforderlichen Investitionen. Details finden Sie hier .
Überschüssige Wärme verbraucht und Kosten eingeebnet
Die Grafik zeigt die jährliche Abgabe von überschüssiger Wärme zu ausgeglichenen Kosten für das Netz und den entsprechenden Übertragungsleitungsschwellenwert. Details finden Sie hier .
Kurven laden
Grafik mit monatlichem Wärmebedarf und -überschuss. Details finden Sie hier .
Kurven laden
Grafik zeigt den durchschnittlichen täglichen Wärmebedarf und -überschuss. Details finden Sie hier .
Beispiel einer Übertragungsleitung, die in der Toolbox angezeigt wird Durch Klicken auf die Übertragungsleitung werden zusätzliche Informationen eingeblendet.
Diese Grafik vergleicht das DH-Potenzial, die Gesamtüberschusswärme, die angeschlossene Überschusswärme und die genutzte Überschusswärme. Weitere Informationen zum jährlichen Wärmebedarf und DH-Potenzial finden Sie hier . Die überschüssige Wärme, die damit verbundene überschüssige Wärme und die verbrauchte überschüssige Wärme entsprechen den gleichnamigen Indikatoren .
Diese Grafik zeigt die Kosten des Netzwerks im Vergleich zum jährlichen Fluss. Der orangefarbene Punkt repräsentiert das aktuelle Netzwerk mit seiner eingestellten Übertragungsleitungsschwelle Die x-Achse repräsentiert den jährlichen Durchfluss und die y-Achse die notwendige Investition für das gesamte Netzwerk. Beachten Sie, dass die x-Achse nicht linear ist und verwirrend sein kann. Überprüfen Sie immer die aktuellen Werte! Der orangefarbene Punkt repräsentiert das Netzwerk bei der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle . Abweichungen vom Indikator für den Investitionsbedarf sind häufig, da die Grafik aufgrund des Rechenaufwands mit einer geringeren Genauigkeit erstellt wird. Der Trend und der Verlauf des Diagramms stellen dar, wie sich die Übertragungsleitungsschwelle auf das Netzwerk auswirkt und wirklich hilfreich sein kann. Vor allem in Verbindung mit der nächsten Grafik . Bei kleinen Netzwerken zeigt diese Grafik möglicherweise keine nützlichen Informationen an, da das Netzwerk für Variationen nicht komplex genug ist.
In dieser Grafik werden die Heizkosten und die erforderliche Übertragungsleitungsschwelle für einen bestimmten Durchfluss eingezeichnet. Die orangefarbenen Punkte repräsentieren den Wert mit der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle Die x-Achse stellt den jährlichen Durchfluss dar, und die y-Achse gleicht die Wärmekosten und die Übertragungsleitungsschwelle aus . Die orangefarbenen Punkte repräsentieren das Netzwerk bei der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle . Da die Übertragungsleitungsschwellenwertkurve wesentlich höher skaliert werden kann als die eingeplanten Kosten, kann es hilfreich sein, die Ansicht der Übertragungsleitungsschwellenwertkurve wie in der folgenden Abbildung dargestellt zu deaktivieren. Bei kleinen Netzwerken zeigt diese Grafik möglicherweise keine nützlichen Informationen an, da das Netzwerk für Variationen nicht komplex genug ist.
Manchmal kann es hilfreich sein, die Übertragungsleitungsschwelle in der Grafik auszublenden, um die ausgeglichenen Kosten zu analysieren. Abweichungen von den berechneten Kosten der Wärmeanzeige sind häufig, da die Grafik aufgrund des Rechenaufwands mit einer geringeren Genauigkeit erstellt wird. Der Trend und der Verlauf des Diagramms stellen dar, wie sich die Übertragungsleitungsschwelle auf das Netzwerk auswirkt und wirklich hilfreich sein kann. Sobald die gewünschten ausgeglichenen Wärmekosten ausgewählt sind, kann die Übertragungsleitungsschwellenwertkurve wieder aktiviert werden, und der entsprechende Übertragungsleitungsschwellenwert für die gewünschten ausgeglichenen Kosten kann abgelesen werden, indem an diesem Punkt der Mauszeiger über die Kurve gehalten wird. Weitere Details zur Verwendung der Grafik finden Sie hier.
Diese Grafik zeigt den Gesamtfluss durch das Netzwerk während des gesamten Jahres. Die untere Grafik zeigt den durchschnittlichen Tag. Die x-Achse repräsentiert die Zeit und die y-Achsenleistung. Die blauen Kurven repräsentieren den Wärmebedarf der DH-Bereiche und die roten die verfügbare überschüssige Wärme. Der Schnittpunkt beider Kurven repräsentiert den tatsächlichen Gesamtwärmestrom. Die obere Grafik zeigt die Strömung über das Jahr und die untere die Strömung des durchschnittlichen Tages. Beachten Sie, dass die Zeitauflösung mindestens auf "Monat" für die obere und "Stunde" für die untere Grafik eingestellt sein muss, um repräsentativ zu sein.
Das Schlüsselelement des Überschusswärmemoduls ist das verwendete Quell-Senken-Modell. Es baut ein Übertragungsnetz mit minimaler Länge auf und berechnet den Durchfluss für jede Stunde des Jahres auf der Grundlage von Heizlastprofilen für Privathaushalte mit Nuts2-Auflösung und Branchenlastprofilen mit Nuts0-Auflösung. Basierend auf den über das Jahr gemittelten Spitzenströmen können die Kosten für jede Übertragungsleitung und jeden Wärmetauscher auf der Quell- und Senkenseite berechnet werden.
Anhand der Nuts0-ID und des Industriesektors wird jeder Quelle ein jährlich stündlich aufgelöstes Lastprofil zugeordnet.
Basierend auf dem Modul zur Berechnung des Fernwärmepotentials werden in den zusammenhängenden Bereichen äquidistante Eintrittspunkte erstellt. Abhängig von der Nuts2-ID der Einstiegspunkte wird ein Lastprofil zugewiesen.
Innerhalb eines festgelegten Radius wird geprüft, welche Quellen sich in Reichweite befinden, welche Senken sich in Reichweite befinden und welche Senken sich in Reichweite für Quellen befinden. Dies kann durch ein Diagramm mit Quellen und Senken dargestellt werden, die die Scheitelpunkte bilden, und die Scheitelpunkte im Bereich, die durch eine Kante verbunden sind.
Ein minimaler Spannbaum wird mit dem Abstand der Kanten als Gewichte berechnet. Dies führt dazu, dass ein Diagramm seine Konnektivität beibehält, während die Gesamtlänge der Kanten minimal ist. Beachten Sie, dass die Einstiegspunkte kohärenter Bereiche intern kostenlos verbunden sind, da sie ein eigenes Vertriebsnetz bilden.
Der maximale Durchfluss von den Quellen zu den Senken wird für jede Stunde des Jahres berechnet.
Der über 3 Stunden gemittelte Spitzenstrom des Jahres bestimmt die erforderliche Kapazität für die Übertragungsleitungen und Wärmetauscher. Die Kosten der Übertragungsleitungen hängen von der Länge und Kapazität ab, während die Kosten der Wärmetauscher nur von der Kapazität beeinflusst werden. Auf der Quellenseite wird ein Luft-Flüssigkeits-Wärmetauscher mit integrierter Pumpe für die Übertragungsleitung und auf der Senkenseite ein Flüssigkeits-Flüssigkeits-Wärmetauscher angenommen.
Da die Kosten und der Fluss jeder Übertragungsleitung bekannt sind, können die Leitungen mit dem höchsten Verhältnis von Kosten zu Fluss entfernt und der Fluss neu berechnet werden, bis die gewünschten Kosten pro Fluss erreicht sind.
Für die Berechnung des Abstands zwischen zwei Punkten wird eine kleine Winkelnäherung der Loxodromlänge verwendet. Während es auch eine genaue Implementierung der Orthodromdistanz gibt, hat die erhöhte Genauigkeit aufgrund der geringen Entfernungen, die meist unter 20 km liegen, und der Unsicherheit der tatsächlichen Übertragungsleitungslänge aufgrund vieler Faktoren wie der Topologie keinen wirklichen Vorteil. Befinden sich zwei Punkte im Radiusbereich, wird dies in einer Nachbarschaftsliste gespeichert. Die Erstellung solcher Adjazenzlisten erfolgt zwischen Quellen und Quellen, Senken und Senken sowie Quellen und Senken. Der Grund für die Trennung liegt in der Flexibilität, bestimmte Temperaturanforderungen für Quellen oder Senken hinzuzufügen.
Basierend auf der igraph-Bibliothek wird eine NetworkGraph-Klasse mit allen Funktionen implementiert, die für das Berechnungsmodul benötigt werden. Obwohl igraph schlecht dokumentiert ist, bietet es eine viel bessere Leistung als reine Python-Module wie NetworkX und eine breitere Plattformunterstützung als Linux im Gegensatz zu Graph-Tool. Die NetworkGraph-Klasse beschreibt nur ein Netzwerk auf der Oberfläche, enthält jedoch drei verschiedene Diagramme. Erstens die Grafik, die das Netzwerk beschreibt, wie es durch die drei Adjazenzlisten definiert ist. Zweitens der Korrespondenzgraph, der Senken desselben zusammenhängenden Bereichs intern verbindet, und der letzte der für die Berechnung des maximalen Durchflusses verwendeten Grafik für den maximalen Durchfluss.
Enthält nur die realen Quellen und Senken als Eckpunkte.
Jede Senke benötigt eine Korrespondenz-ID, die angibt, ob sie wie in zusammenhängenden Bereichen intern durch ein bereits vorhandenes Netzwerk verbunden ist. Senken mit derselben Korrespondenz-ID werden mit Kanten mit einer Gewichtung von Null mit einem neuen Scheitelpunkt verbunden. Dies ist entscheidend für die Berechnung eines minimalen Spannbaums und für den Grund, warum der Korrespondenzgraph dafür verwendet wird. Diese Funktion ist auch für Quellen implementiert, wird aber nicht verwendet.
Da igraph in seiner Maximalflussfunktion nicht mehrere Quellen und Senken unterstützt, wird ein Hilfsgraph benötigt. Es führt einen unendlichen Quellen- und Senkenscheitelpunkt ein. Jede reale Quelle ist mit der unendlichen Quelle verbunden, und jede reale Senke ist durch eine Kante mit der unendlichen Senke verbunden. Beachten Sie, dass, wenn eine Senke mit einem Korrespondenzscheitelpunkt verbunden ist, dieser Scheitelpunkt anstelle der Senke selbst verbunden wird.
Basierend auf dem Korrespondenzgraphen wird der minimale Spannbaum berechnet. Die Kanten, die die zusammenhängenden Senken verbinden, haben immer das Gewicht 0, sodass sie immer Teil des minimalen Spannbaums bleiben.
Der Fluss durch die Kanten, die die realen Quellen oder Senken mit der unendlichen Quelle oder Senke verbinden, wird auf die reale Kapazität jeder Quelle oder Senke begrenzt. Aus numerischen Gründen werden die Kapazitäten so normalisiert, dass die größte Kapazität 1 ist. Der Fluss durch die Teilmenge der Kanten im Korrespondenzdiagramm ist auf 1000 begrenzt, was für alle intensiven und zweckmäßigen Zwecke einen uneingeschränkten Fluss bieten sollte. Dann wird der maximale Durchfluss von der unendlichen Quelle zur unendlichen Senke berechnet und der Durchfluss auf seine ursprüngliche Größe skaliert. Da kohärente Senken nicht direkt mit dem Scheitelpunkt der unendlichen Senke verbunden sind, sondern durch den Korrespondenzscheitelpunkt auf die Summe aller kohärenten Senken beschränkt sind.
Die Implementierung der igraph-Maximum-Flow-Funktion verwendet den Push-Relabel-Algorithmus. Diese Art von Algorithmus ist nicht kostensensitiv und findet möglicherweise nicht immer den kürzesten Weg, den Fluss zu leiten. Ein kostensensitiver Algorithmus ist in igraph nicht verfügbar, und es ist wahrscheinlich, dass die Leistung niedrig ist, um einen stundenbasierten Fluss über das ganze Jahr hinweg auflösen zu können. Aufgrund der vorherigen Reduzierung auf ein Minimum sind die Fälle, in denen eine nicht ideale Lösung gewählt wird, sehr begrenzt und unwahrscheinlich. Der Push-Relabel-Algorithmus neigt auch dazu, den Fluss durch die geringste Anzahl von Kanten zu leiten. Die igraph-Implementierung scheint in der Reihenfolge der Zuordnung des Flusses deterministisch zu sein, wenn die Graphen mindestens Automorphismen sind, was für die stundenbasierte Flussberechnung wichtig ist, da jede künstlich eingeführte Flussoszillation zwischen Kanten unerwünscht ist.
Die Wärmequellen stammen aus der Industriedatenbank. Auf der Grundlage der überschüssigen Wärme, der Nuts0 ID und des Industriesektors wird für jeden Standort ein Lastprofil erstellt, das jede Stunde des Jahres abdeckt. Das benutzerdefinierte Hinzufügen von Sites ist geplant.
Die Kühlkörper basieren auf zusammenhängenden Bereichen mit bekanntem Wärmebedarf. Die zusammenhängenden Bereiche bilden eine Maske für ein Raster, auf dem äquidistante Punkte als Eintrittspunkte platziert sind. Abhängig von der gewählten Nuts2 ID wird den Spülen ein Wohnheizprofil zugeordnet. Das benutzerdefinierte Hinzufügen von Einstiegspunkten und Senken ist geplant.
Die genannten Lastprofile bestehen aus 8760 Punkten, die die Last für jede Stunde der 365 Tage darstellen. Weitere Informationen zu den Lastprofilen finden Sie hier.
Da Fernwärmesysteme eine große Wärmekapazität haben, bedeutet ein Spitzenwert im Durchfluss nicht, dass die Übertragungsleitungen diese kurze Wärmespitze sofort liefern müssen. Daher werden die erforderlichen Kapazitäten der Übertragungsleitungen und Wärmetauscher durch die gemittelte Spitzenlast bestimmt. Insbesondere wird die Numpy-Faltungsfunktion verwendet, um den Fluss über die letzten drei Stunden zu mitteln, indem mit einer konstanten Funktion gefaltet wird. Abhängig von diesem Wert wird eine Übertragungsleitung aus der folgenden Tabelle gewählt.
Spezifische Kosten der verwendeten Übertragungsleitungen
| Leistung in MW | Kosten in € / m | Temperatur in ° C | | ------------- |: -------------: | -----: | | 0,2 | 195 | <150 | | 0,3 | 206 | <150 | | 0,6 | 220 | <150 | | 1.2 | 240 | <150 | | 1,9 | 261 | <150 | | 3.6 | 288 | <150 | | 6.1 | 323 | <150 | | 9,8 | 357 | <150 | | 20 | 426 | <150 | | 45 | 564 | <150 | | 75 | 701 | <150 | | 125 | 839 | <150 | | 190 | 976 | <150 | | > 190 | 976 | <150 |
Die Kosten des Wärmetauschers auf der Quellenseite, die als Luft zu Flüssigkeit angenommen werden, werden mit berechnet
C HSource (en-P) = P peak * 15.000 € / MW.
Die Kosten des Flüssig-Flüssig-Wärmetauschers auf der Senkenseite werden mit ermittelt
C HSink (en-P) = P- Peak * 265.000 € / MW, wenn P- Peak <1 MW oder
C HSink (en-P) = P peak * 100.000 € / MW sonst
Die Kosten der Pumpe folgen
C Pumpe (en-P) = P- Spitze * 240.000 € / MW, wenn P- Spitze <1 MW oder
C Pumpe (en-P) = P Spitze * 90.000 € / MW sonst.
Mit einem Kosten-zu-Fluss-Schwellenwert für Übertragungsleitungen können sie entfernt werden, wenn sie überschritten werden, um das Fluss-zu-Kosten-Verhältnis zu verbessern. Nach dem Entfernen von Kanten muss der Fluss neu berechnet werden, da die Kontinuität des Flusses im Diagramm nicht mehr gewährleistet ist. Das Kosten-zu-Fluss-Verhältnis kann sich jetzt auch für andere Kanten erhöhen, sodass dieser Vorgang wiederholt wird, bis sich die Summe aller Flüsse nicht mehr ändert.
Zunächst werden die Wärmequellen und -senken mit ihren Lastprofilen belastet. Dann wird die Suche nach festen Radien durchgeführt und das Netzwerk initialisiert. Danach wird das Netzwerk auf das Minimum reduziert und der maximale Fluss für jede Stunde des Jahres berechnet. Basierend auf dem Durchfluss werden die Kosten für jeden Wärmetauscher, jede Pumpe und jede Übertragungsleitung berechnet. Wenn ein Schwellenwert-Kosten-zu-Fluss-Verhältnis definiert ist, wird die Übertragungsleitungsentfernungsprozedur ausgeführt. Am Ende werden die Gesamtkosten und der Gesamtfluss des Netzwerks und das Layout des Netzwerks zurückgegeben.
Das vorliegende WÄRMETRANSPORTPOTENZIAL CM - EXCESS soll dem Nutzer helfen, Integrationspotenziale für überschüssige Wärme in Fernwärmenetzen zu identifizieren. Obwohl zahlreiche Analysefunktionen angegeben sind, um den Benutzer nicht einzuschränken, muss ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass es sich nicht um eine detaillierte technische Planung handelt. Die Potentiale basieren auf dem CM - DISTRICT HEATING POTENTIAL. Dieses CM identifiziert Gebiete mit günstigen Bedingungen für Fernwärmenetze. Das CM - EXCESS WÄRMETRANSPORT - POTENZIAL zeigt somit, wie viel Wärme in diesen Bereichen durch industrielle Überschusswärme gedeckt werden könnte. Dies bedeutet jedoch nicht, dass in dieser Region bereits ein Fernwärmenetz vorhanden ist. Ein anwendungsorientierter Einsatz des Tools für Praktiker könnte daher wie folgt aussehen:
Fügen Sie bei Bedarf Ihre eigenen Daten zu überschüssiger Wärme bereitstellenden Unternehmen in der Region mit der Industrieanlage cm hinzu.
Schalten Sie die "Industriestandorte überschüssige Wärme"
Führen Sie das CM - EXCESS HEAT TRANSPORT POTENTIAL aus.
Der Wert
Diese Grafik vergleicht das DH-Potenzial, die Gesamtüberschusswärme, die angeschlossene Überschusswärme und die genutzte Überschusswärme. zeigt, wie viel Wärme im untersuchten Bereich durch überschüssige Wärme abgedeckt werden könnte.
Indikatoren Erforderliche Investitionen, jährliche Kosten und gleichmäßige Heizkosten zeigt die spezifischen Wärmeerzeugungskosten für das gesamte Netz. Hinweis: Die angezeigten Kosten wurden mithilfe eines vereinfachten Ansatzes geschätzt. Diese Kosten gelten nicht für einzelne Pipelines. Die angezeigten Kosten können jedoch als vereinfachte Ausgangsannahme als Transportkosten für die Einbindung von überschüssiger Wärme in ein möglicherweise in der Nähe befindliches Fernwärmenetz verwendet werden.
Aus dem Obigen könnte die folgende Arbeitshierarchie verwendet werden:
Prüfen Sie, ob in der betrachteten Region ein Fernwärmenetz vorhanden oder geplant ist.
Die angezeigten Pipes enthalten Flüsse. Dort können Sie sehen, wie viel überschüssige Wärme von den jeweiligen Quellen transportiert wird. Die betroffenen Unternehmen konnten nun kontaktiert werden. Wahrscheinlich zuerst die Firmen mit den hohen Stückzahlen.
Übertragungsleitung und ihr Fluss Aktivieren Sie das Kontrollkästchen DH Potential CM , um die Eingänge so anzupassen, dass ein DH- Bereich erstellt wird.
Aktivieren Sie die Ebene "Industriestandorte" in der Benutzerauswahl.
Überprüfen Sie die Warnung .
Erhöhen Sie die Übertragungsleitungsschwelle
Überprüfen Sie das Land und den Teilsektor der hochgeladenen Industriestandorte.
CM hat keinen Zugriff auf die in diesem Bereich auszuführenden Heizprofildaten.
Probelauf in PL22 mit Standardparametern. Es wird empfohlen, auf der Registerkarte "Ebenen" Überhitzungsstellen zu aktivieren.
Probelauf in PL22. Die rosa Bereiche stehen für die Fernwärme. Das Orange umkreist die Wärmequelle und das Orange die Übertragungsleitungen des Netzwerks. Diese Grafik vergleicht das DH-Potenzial, die Gesamtüberschusswärme, die angeschlossene Überschusswärme und die genutzte Überschusswärme. Diese Grafik zeigt die Kosten des Netzwerks im Vergleich zum jährlichen Fluss. Der orangefarbene Punkt repräsentiert das aktuelle Netzwerk mit seiner eingestellten Übertragungsleitungsschwelle In diesem Fall können wir sehen, dass viel mehr Wärme als verbraucht zur Verfügung steht, aber auf der anderen Seite wird der maximal mögliche Durchfluss fast erreicht, da der orangefarbene Punkt bei 1530 GWh pro Jahr liegt. In diesem Fall kann eine Vergrößerung des Suchradius dazu beitragen, mehr überschüssige Wärme zu verteilen. In Probelauf 2 machen wir genau das.
In dieser Grafik werden die Heizkosten und die erforderliche Übertragungsleitungsschwelle für einen bestimmten Durchfluss eingezeichnet. Die orangefarbenen Punkte repräsentieren den Wert mit der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle Manchmal kann es hilfreich sein, die Übertragungsleitungsschwelle in der Grafik auszublenden, um die ausgeglichenen Kosten zu analysieren. Diese Grafik zeigt den Gesamtfluss durch das Netzwerk während des gesamten Jahres. Die untere Grafik zeigt den durchschnittlichen Tag. Da die Standardzeitauflösung auf "Woche" eingestellt ist, ist sie in diesem Fall konstant. Probelauf in PL22 mit einem maximalen Suchradius von 40 km.
Probelauf in PL22. Die rosa Bereiche stehen für die Fernwärme. Die Orange umkreist die Wärmequelle und die Orange die Übertragungsleitungen des Netzwerks. Das Netzwerk ist viel größer als im ersten Probelauf.
Diese Grafik vergleicht das DH-Potenzial, die Gesamtüberschusswärme, die angeschlossene Überschusswärme und die genutzte Überschusswärme. Es wird mehr überschüssige Wärme verwendet.
Diese Grafik zeigt die Kosten des Netzwerks im Vergleich zum jährlichen Fluss. Der orangefarbene Punkt repräsentiert das aktuelle Netzwerk mit seiner eingestellten Übertragungsleitungsschwelle In dieser Grafik werden die Heizkosten und die erforderliche Übertragungsleitungsschwelle für einen bestimmten Durchfluss eingezeichnet. Die orangefarbenen Punkte repräsentieren den Wert mit der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle Manchmal kann es hilfreich sein, die Übertragungsleitungsschwelle in der Grafik auszublenden, um die ausgeglichenen Kosten zu analysieren. Wir können ein lokales Minimum an gleichmäßigen Kosten für die Wärmeversorgung von 4900 GWh pro Jahr feststellen. Indem wir mit der Maus über die grüne Linie fahren, können wir feststellen, dass dies mit einer Übertragungsleitungsschwelle von 0,11 ct / kWh erreicht wird. In Probelauf 3 werden wir versuchen, dieses Netzwerk zu finden.
Diese Grafik zeigt den Gesamtfluss durch das Netzwerk während des gesamten Jahres. Die untere Grafik zeigt den durchschnittlichen Tag. Da die Standardzeitauflösung auf "Woche" eingestellt ist, ist sie in diesem Fall konstant. Probelauf in PL22 mit einem maximalen Suchradius von 40 km, einer Übertragungsleitungsschwelle von 0,11 ct / kWh und einer Zeitauflösung von "Stunde".
Probelauf in PL22. Die rosa Bereiche stehen für die Fernwärme. Das Orange umkreist die Wärmequelle und das Orange die Übertragungsleitungen des Netzwerks. Das Netzwerk ist kleiner als im zweiten Durchgang, behält aber einen Großteil des Flusses bei.
Diese Grafik vergleicht das DH-Potenzial, die Gesamtüberschusswärme, die angeschlossene Überschusswärme und die genutzte Überschusswärme. Diese Grafik zeigt die Kosten des Netzwerks im Vergleich zum jährlichen Fluss. Der orangefarbene Punkt repräsentiert das aktuelle Netzwerk mit seiner eingestellten Übertragungsleitungsschwelle In dieser Grafik werden die Heizkosten und die erforderliche Übertragungsleitungsschwelle für einen bestimmten Durchfluss eingezeichnet. Die orangefarbenen Punkte repräsentieren den Wert mit der aktuell eingestellten Übertragungsleitungsschwelle Manchmal kann es hilfreich sein, die Übertragungsleitungsschwelle in der Grafik auszublenden, um die ausgeglichenen Kosten zu analysieren. Wir können sehen, dass wir gerade das lokale Minimum erreicht haben. Der Unterschied in den Kostenannäherungsdiagrammen zu den Indikatoren wird durch Annäherungsfehler verursacht. Diese Fehler sind jedoch meist systematisch und versetzen daher nicht das Minimum, sondern skalieren die Kurve nur auf eine andere Weise. Die Niveaukostenanzeige zeigt jetzt im zweiten Durchgang 0,84 ct / kWh statt 1,09 ct / kWh an.
Diese Grafik zeigt den Gesamtfluss durch das Netzwerk während des gesamten Jahres. Die untere Grafik zeigt den durchschnittlichen Tag. Diese Zeit mit einer auf "Stunde" eingestellten Zeitauflösung wird der durchschnittliche Tag korrekt dargestellt. Diese Seite wurde geschrieben von Ali Aydemir * und David Schilling *
* Fraunhofer ISI Fraunhofer ISI, Breslauer Str. 48, 76139 Karlsruhe
Copyright © 2016-2018: Ali Aydemir, David Schilling
Creative Commons Attribution 4.0 International License Diese Arbeit unterliegt den Bestimmungen einer Creative Commons CC BY 4.0 International License.
SPDX-Lizenz-ID: CC-BY-4.0
Lizenz-Text: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Wir möchten dem Horizon 2020 Hotmaps-Projekt (Finanzhilfevereinbarung Nr. 723677), das die Mittel für die Durchführung dieser Untersuchung zur Verfügung stellte, unsere tiefste Anerkennung aussprechen .
This page was automatically translated. View in another language:
English (original) Bulgarian* Croatian* Czech* Danish* Dutch* Estonian* Finnish* French* Greek* Hungarian* Irish* Italian* Latvian* Lithuanian* Maltese* Polish* Portuguese (Portugal, Brazil)* Romanian* Slovak* Slovenian* Spanish* Swedish*
* machine translated