Sisukord

Lühidalt

Selle arvutusmooduli abil saate soojuse jaotamise ja ülekandekulude lihtsustatud hinnangu põhjal määrata potentsiaalsed kaugküttepiirkonnad. Mooduli sisenditeks on soojuse nõudlus ja brutopinna tiheduse kaardid, võrgu laiendamise kulud, soojusvajaduse ja liitumismäärade areng, amortisatsiooniaeg, intressimäär ja aktsepteeritud soojusjaotuskulude künnis. Lisaks arvutab see kindlaksmääratud kaugküttepiirkondade vaheliste ülekandeliinide kulud.

To Top

Sissejuhatus

Selles arvutusmoodulis kasutatakse soojustiheduse kaarti (HDM) ja põranda kogupindala tiheduse kaarti, et pakkuda välja GIS-põhine meetod potentsiaalsete soojaveealade määramiseks, pöörates erilist tähelepanu kaugkütte (DH) võrgukuludele. Tööriistakastis on kasutajal võimalus kasutada tööriistakasti pakutavaid vaikeandmekogumeid, nimelt soojusvajaduse tiheduse kaarti ja kogupõranda tiheduse kaarti , või kasutada oma tüüpi kihte, mis laaditakse üles isiklikule Hotmapsi kontole. DH-alad määratakse HDM-i tundlikkusanalüüside abil, võttes arvesse keskmise jaotuskulude eelnevalt määratletud ülemist piiri. Lähenemisviis võimaldab lisaks hinnata ülekandeliinide pikkust ja läbimõõtu ning nendega seotud kulusid. Väljunditeks on GIS-kihid, mis illustreerivad DH ehitamiseks majanduslikult tasuvaid alasid, samuti neid piirkondi üksteisega ühendavaid minimaalsete kuludega ülekandeliinid. Arvestusmoodulit saab kasutada selliste parameetrite nagu võrgukulude ülemmäär ja turuosa mõju uurimiseks potentsiaalsele ning soojuskõrgsüsteemide laienemisele ja laiendamisele.

To Top

Sisendid ja väljundid

CM sisendkihid ja parameetrid ning väljundkihid ja parameetrid on järgmised.

Sisendkihid ja parameetrid on:

  • Parameetrid:
    • Esimene investeerimisaasta
    • Eelmine investeerimisaasta: määrab, mitu aastat peaksite saavutama sihitud soojaveeturu turuosa.
    • Amortisatsiooni aeg aastates : suurem amortisatsiooniaeg muudab kogukulud madalamaks, kuna teie süsteem kestab kauem ja teenib rohkem
    • Akumuleeritud energiasääst: eeldatav energiasuhe, mida säästetakse viimasel investeerimisaastal näiteks hoonete moderniseerimise tõttu võrreldes investeeringu esimese aasta soojusvajadusega. suurem akumuleeritud energiasääst tähendab väiksemat soojusvajaduse tihedust ja tõenäoliselt toob see kaasa kõrgemad jaotusvõrgu kulud.
    • Sooja kütte turuosa investeerimisperioodi alguses: näitab valitud piirkonna hetkeolukorda.
    • Sooja soojuse turuosa investeerimisperioodi lõpus: sihtturuosa, milleni soovite jõuda.
    • Intress
    • Sooja soojaveevõrgu kulude ülemmäär eurodes / MWh : potentsiaalsetes soojavee piirkondades ei tohi jaotusvõrgu maksumus ületada seda määratletud jaotusvõrgu kulude ülemmäära.
    • Ehitamiskulud konstantselt eurodes / m , samuti ehituse maksumuse koefitsient eurodes / m 2
    • Täiskoormuse tunnid: kasutatakse torude mõõtmete jaoks olulise tippkoormuse arvutamiseks. Siin kasutatakse seda ainult transpordivõrgu jaoks.
    • MIPGap: optimeerimislahenduse võimalus, mille abil saate määrata, kui täpne peaks teie vastus olema. Pange tähele, et väiksemad lüngad viivad suurema täpsuseni suurema protsessori aja hinnaga.
  • Kihid:
    • Soojustiheduse kaart ja põrandapinna tiheduse kaart: vaikekaardid on toodud tööriistakastis; enda üleslaaditud kaarte saab kasutada ka CM-is
      • rastervormingus (* .tif)
      • 1 hektari eraldusvõimega
      • nõudlustihedus MWh / ha ja põranda kogutihedus m 2 / ha

Väljundkihid ja parameetrid on:

  • Parameetrid:
    • Kogunõudlus valitud piirkonnas esimesel investeeringuaastal MWh-des
    • Kogunõudlus valitud piirkonnas viimase MWh investeeringu aasta jooksul
    • Sooja soojussüsteemi maksimaalne potentsiaal investeerimisperioodi jooksul MWh
    • Energeetilised spetsiifilised sooja tarbevõrgu kulud eurodes / MWh
    • Energilise spetsiifilise sooja tarbevee jaotusvõrgu kulud eurodes / MWh
    • Energilise spetsiifilise sooja tarbevee ülekandevõrgu kulud eurodes / MWh
    • Spetsiifilised soojuskõrguse jaotusvõrgu kulud meetri kohta, EUR / m
    • DH ülekandevõrgu spetsiifilised kulud meetri kohta ( EUR / m)
    • Võrgu kogukulud - annuiteet eurodes aastas
    • Jaotusvõrgu kogukulud - annuiteet eurodes aastas
    • Põhivõrgu kogukulud - annuiteet eurodes aastas
    • Jaotusvõrgu kaeviku kogu pikkus km- des
    • Ülekandevõrgu kaeviku kogu pikkus km- des
    • Ühtsete alade koguarv
    • Majanduslikult sidusate alade arv
  • Kihid:
    • Soojuse nõudluse tihedus investeerimisperioodi viimasel aastal (arvestades energiasäästu) rastrivormingus
    • DH piirkonnad (nii majanduslikud kui ka mittemajanduslikud) shapefile formaadis
    • Ülekandeliinid ja nende võimsused shapefile-vormingus

To Top

Meetod

Siin antakse metoodika lühike selgitus. Metoodika ja sõnastuste täieliku selgituse leiate selle arvutusmooduli kohta avaldatud avatud juurdepääsuga dokumendist [ 1 ].

Arvestusmooduli eesmärk on leida piirkonnad, kuhu saab soojusküttesüsteeme ehitada, ületamata kasutaja määratletud keskmise erikulude ülemmäära eurodes / MWh . Seda tehakse järgmiste eelduste alusel:

  • Suurima soojusvajadusega majanduslikku sooja tarbevööndit peetakse ainsaks saadaolevaks soojusallikaks. See toodab soojust endale ja kõigile teistele majanduse sidusatele aladele.
  • kahe DH piirkonna vahel võib soojus voolata ühes suunas,
  • aastase sooja tarbevajaduse loetakse pärast investeerimisperioodi viimast aastat püsivaks
  • määratletud turuosa ja suhteline energiasääst on kõikides analüüsitava piirkonna lahtrites ühesugused.
  • Mudel loob ainult ühe ühendatud DH-süsteemi. Kaks või enam iseseisvat võrku pole võimalik.
  • Sisendparameeter "võrgukulu ülemmäär" korrutatakse ~ 95% -ga, et saada jaotusvõrgu kulude ülemmäär. Seda väärtust kasutatakse potentsiaalsete DH-alade määramiseks.

Majandusliku soojaveealade määramine toimub kolmes etapis. Lisateavet leiate pakutavatest proovisõitudest.

1. SAMM: jaotusvõrgu kulude arvutamine soojusvajaduse ja maatüki suhte alusel, kasutades valitud soojustiheduse ja brutopinna tiheduse kaarte

2. SAMM: potentsiaalsete DH-alade määramine

3. SAMM: majanduslike soojaveealade ja ülekandeliinide võimsuste ning nende alade omavahel ühendamiseks vajaliku konfiguratsiooni määramine.

Lahendaja valikud

See arvutusmoodul kasutab optimeerimisprobleemi lahendamiseks Gurobi lahendajat. Arvestusmooduli stabiilse funktsionaalsuse tagamiseks oleme optimeerimisprobleemi lahendamiseks tutvustanud mitmeid võimalusi. Need võimalused on järgmised:

  • Alumise ja ülemise objektiivse piiri vahe on määratud 0,01 (MIPGap = 1e-2).
    • Väiksem vahe annab tavaliselt täpsema vastuse. See võib aga protsessori aja perspektiivist lähtudes olla väga kallis.
  • Esmase ja kahekordse objektiivse väärtuse suhteliseks erinevuseks määrati 0,0001 (BarConvTol = 1e-4).
  • Võimalike lahenduste leidmiseks on lahendaja fookus seatud 1-le. Siin ei ole fookus optimaalne ega objektiivselt seotud (MIPFocus = 1).
  • Oleme piiranud kasutatud RAM-i mahtu 500 MB-ni, et mitte siseneda kriitilistesse olukordadesse erinevate kasutajate samaaegsete käitamiste korral (NodefileStart = 0,5).

To Top

Selle arvutusmooduli GitHubi hoidla

Siit saate selle arvutusmooduli jaoks verejooksu arenduse.

To Top

Proovijooks

Siin käivitatakse arvutusmoodul Austrias Viinis toimuva juhtumiuuringu jaoks. Kõigepealt kasutage Viini navigeerimiseks ja linna valimiseks riba "Go To Place". Klõpsake riba "Kihid" avamiseks nuppu "Kihid" ja seejärel klõpsake vahekaarti "ARVUTAMISMOODUL". Valige arvutusmoodulite loendist "CM - PIIRKÜTTE POTENTSIAAL: MAJANDUSLIK HINDAMINE".

Test Run: Viini juhtumianalüüsi vaikesisendid

Tööriistakastis olevad vaikeväärtused sobivad põhimõtteliselt Viini jaoks, st need ei pruugi sobida teistele piirkondadele ja neid tuleks vastavalt teie juhtumianalüüsile kohandada. Arvestus tehakse ajavahemikuks 2018–2030 (2018 on aasta 0 ja 2030 on aasta 12 ning investeerimisperiood on 12 aastat). Eeldatav kogunenud energiasäästu suhe näitab soojusvajaduse vähenemist võrreldes investeerimisperioodi algusega (aasta 2018). Kuumaveekütuse turuosa viitab turuosale soojakütte piirkondades. Selle väärtus investeerimisperioodi alguses (aasta 2018) näitab tegelikku turuosa (tavaliselt teada). Eeldatav turuosa investeerimisperioodi lõpus on see, mille saavutate. See väärtus tuleneb teekaartidest, stsenaariumitest, poliitikast jne. Vaikimisi puhul arvestame intressimääraga 5 protsenti. DH-võrgu kulude ülemmäär korrutatakse ~ 95% -ga, et saada jaotusvõrgu kulude ülemmäär. Selle väärtuse abil saadakse potentsiaalsed DH-alad. Potentsiaalsetes piirkondades ei tohi jaotusvõrgu keskmine maksumus ületada jaotusvõrgu kulude ülemmäära. Tippkoormuse hindamiseks ja ülekandevõrgule sobiva mõõtme leidmiseks kasutatakse täiskoormuse tundide väärtust.

Ehituskulu konstant ja ehitusmaksumuse koefitsient pärinevad viitest [ 2, 3 ]. Saadud piirkonnad on nende väärtuste suhtes väga tundlikud. Seetõttu soovitame üldise kommentaarina kõigepealt arvutada nende väärtustega ja ainult siis, kui arvate, et need väärtused põhjustavad teie tulemuste üle- või alahindamist, siis muutke neid.

Vaikimisi kasutatakse arvutamiseks tööriistakasti pakutavat soojustiheduse kaarti ja põranda kogupindala tiheduse kaarti. Arvestuse käivitamiseks võite kasutada enda üleslaaditud kihte. Selles näidisjooksus kasutame vaikekihte.

Nüüd vajutage nuppu "RUN CM" ja oodake, kuni arvutus on lõpetatud.

TÄHTIS MÄRKUS . Pange tähele, et selle arvutusmooduli lõpliku lahenduse leidmine võib võtta mitu minutit. Kui teie arvutus võtab väga kaua aega (üle 10 minuti), valige arvutamiseks väiksem piirkond. Samuti võib suvaliste väärtuste kasutamine viia pika arvutusajani. Seetõttu veenduge, et teie esitatud väärtused sobivad valitud piirkonnale.

Järgmine joonis näitab Viinis antud sisendparameetrite kohta saadud tulemusi. Kõige olulisemad näitajad on toodud aknas TULEMUSED. Lisaks saate mõned näitajad, vajutades kaardil igale potentsiaalsele alale.

Figure 1

Väljundkihid ilmuvad ribale Kihid jaotise Arvutusmoodul alla.

To Top

Viited

[1] Fallahnejad M., Hartner M., Kranzl L., Fritz S. Kaugküttesüsteemide jaotus- ja ülekandekulude mõju kaugküttepotentsiaalile. Energy Procedia 2018; 149: 141–50. doi: 10.1016 / j.egypro.2018.08.178.

[2] Persson U., Werner S. Soojuse jaotamine ja kaugkütte konkurentsivõime tulevikus. Appl Energy 2011; 88: 568–76. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2010.09.020.

[3] Persson U, Wiechers E, Möller B, Werner S. Euroopa soojuse tegevuskava: soojuse jaotuskulud. Energia 2019; 176: 604–22. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.03.189.

To Top

Kuidas tsiteerida

Mostafa Fallahnejad, Hotmaps-Wikis, CM-kaugkütte potentsiaali majanduslik hinnang (september 2020)

To Top

Autorid ja retsensendid

Selle lehe kirjutas Mostafa Fallahnejad ( EEG - TU Wien ).

☑ Selle lehe vaatas läbi Marcul Hummel ( e-think ).

To Top

Litsents

Autoriõigus © 2016-2020: Mostafa Fallahnejad

Creative Commons Attribution 4.0 rahvusvaheline litsents

See töö on litsentsitud rahvusvahelise Creative Commons CC BY 4.0 litsentsi alusel.

SPDX-litsentsi identifikaator: CC-BY-4.0

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

To Top

Tunnustus

Soovime avaldada sügavat tunnustust projektile Horisont 2020 Hotmaps (toetuslepingu number 723677), mis andis rahalisi vahendeid käesoleva uurimise läbiviimiseks.

To Top

This page was automatically translated. View in another language:

English (original) Bulgarian* Czech* Danish* German* Greek* Spanish* Finnish* French* Irish* Croatian* Hungarian* Italian* Lithuanian* Latvian* Maltese* Dutch* Polish* Portuguese (Portugal, Brazil)* Romanian* Slovak* Slovenian* Swedish*

* machine translated