Obsah

Jedným pohľadom

Pomocou tohto modulu výpočtu môžete určiť potenciálne oblasti diaľkového vykurovania na základe zjednodušeného posúdenia nákladov na distribúciu a prenos tepla. Vstupy do modulu sú mapy potreby tepla a hrubej hustoty podlahovej plochy, náklady na rozšírenie siete, vývoj potreby tepla a rýchlosti pripojenia, doba odpisu, úroková miera a hranica pre akceptované náklady na distribúciu tepla. Ďalej počíta náklady na prenosové vedenia medzi identifikovanými oblasťami diaľkového vykurovania.

To Top

Úvod

Tento výpočtový modul používa mapu hustoty tepla (HDM) a mapu hustoty hrubej podlahovej plochy na navrhnutie metódy založenej na GIS na určovanie potenciálnych oblastí CZT so špecifickým zameraním na náklady na rozvodnú sieť (CZT). V paneli nástrojov má používateľ možnosť použiť predvolený súbor údajov poskytnutý v paneli nástrojov, konkrétne mapu hustoty požiadavky na teplo a mapu hustoty hrubej podlahovej plochy , alebo použiť vlastné vrstvy rovnakého typu, ktoré sa nahrajú do osobného účtu Hotmaps. Oblasti DH sa určujú vykonaním analýz citlivosti na HDM s ohľadom na vopred určenú hornú hranicu priemerných distribučných nákladov. Tento prístup navyše umožňuje odhadnúť dĺžku a priemer prenosových vedení a súvisiace náklady. Výstupom sú vrstvy GIS, ktoré ilustrujú oblasti, ktoré sú ekonomicky životaschopné pre výstavbu CZT, ako aj nákladovo minimálne prenosové vedenia spájajúce tieto regióny navzájom. Výpočtový modul možno použiť na štúdium vplyvu parametrov, ako sú stropné náklady na sieť a trhový podiel, na potenciál a na rozšírenie a rozšírenie systémov CZT.

To Top

Vstupy a výstupy

Vstupné vrstvy a parametre, ako aj výstupné vrstvy a parametre pre CM sú nasledujúce.

Vstupné vrstvy a parametre sú:

  • Parametre:
    • Prvý rok investícií
    • Posledný rok investícií: určuje, za koľko rokov by ste mali dosiahnuť požadovaný podiel na trhu s DH.
    • Doba odpisovania v rokoch : vyššia doba odpisovania znižuje celkové náklady, pretože váš systém vydrží dlhšie a slúži viac
    • Akumulovaná úspora energie: Očakávaný pomer energie, ktorá sa šetrí v poslednom roku investície, napríklad v dôsledku dodatočného vybavenia budov, v porovnaní s požiadavkou na teplo v prvom roku investície . vyššia akumulovaná úspora energie znamená nižšie hustoty potreby tepla a pravdepodobne to povedie k vyšším špecifickým nákladom na distribučnú sieť.
    • Podiel DH na trhu na začiatku investičného obdobia: Zobrazuje aktuálny stav vo vybranej oblasti.
    • Trhový podiel DH na konci investičného obdobia: Cieľový trhový podiel, ktorý chcete dosiahnuť.
    • Úroková sadzba
    • Strop nákladov na rozvodnú sieť v EUR / MWh : V potenciálnych oblastiach CZT nesmú náklady na distribučnú sieť prekročiť tento definovaný strop pre náklady na distribučnú sieť.
    • Konštantná hodnota stavebných nákladov v EUR / m, ako aj koeficient stavebných nákladov v EUR / m 2
    • Hodiny plného zaťaženia: používa sa na výpočet špičkového zaťaženia, ktoré je dôležité pre rozmer rúr. Tu sa používa výhradne pre dopravnú sieť.
    • MIPGap: možnosť riešenia optimalizácie, pomocou ktorej môžete určiť, aká presná by mala byť vaša odpoveď. Upozorňujeme, že menšie medzery vedú k vyššej presnosti za cenu vyššieho času procesora.
  • Vrstvy:
    • Mapa hustoty tepla a mapa hustoty hrubej podlahovej plochy: predvolené mapy sú poskytované v paneli nástrojov; v CM môžu byť použité aj vlastné nahrané mapy
      • v rastrovom formáte (* .tif)
      • s rozlíšením 1 hektár
      • hustoty dopytu v MWh / ha a hrubé hustoty podlahovej plochy v m 2 / ha

Výstupné vrstvy a parametre sú:

  • Parametre:
    • Celkový dopyt vo vybranom regióne v prvom roku investovania do MWh
    • Celkový dopyt vo vybranom regióne za posledný rok investícií v MWh
    • Maximálny potenciál systému CZT počas investičného obdobia v MWh
    • Energetické špecifické náklady na rozvodnú sieť v EUR / MWh
    • Energetické špecifické náklady na distribučnú sústavu DH v EUR / MWh
    • Energetické špecifické náklady na prenosovú sústavu DH v EUR / MWh
    • Konkrétne náklady na rozvodnú sieť DH na meter v EUR / m
    • Konkrétne náklady na prenosovú sústavu DH na meter v EUR / m
    • Celkové náklady na sieť - anuita v EUR / rok
    • Celkové náklady na distribučnú sieť - anuita v EUR / rok
    • Celkové náklady na prenosovú sieť - anuita v EUR / rok
    • Celková dĺžka výkopu distribučnej siete v km
    • Celková dĺžka priekopy prenosovej sústavy v km
    • Celkový počet súvislých oblastí
    • Počet hospodársky súdržných oblastí
  • Vrstvy:
    • Hustota potreby tepla v poslednom roku investičného obdobia (s ohľadom na úspory energie) v rastrovom formáte
    • Oblasti CZT (hospodárske aj nehospodárske) vo formáte formfile
    • Prenosové vedenia a ich kapacity vo formáte shapefile

To Top

Metóda

Tu je uvedené stručné vysvetlenie metodiky. Pre úplnejší vysvetlenie metodiky a formulácií, pozri otvoreným prístupom na papier publikované o tomto výpočte modulu [ 1 ].

Cieľom výpočtového modulu je nájsť regióny, v ktorých je možné vybudovať systémy CZT bez prekročenia používateľom definovaného limitu priemerných špecifických nákladov v EUR / MWh . Toto sa deje za nasledujúcich predpokladov:

  • Ekonomická oblasť CZT s najvyššou potrebou tepla sa považuje za jediný dostupný zdroj tepla. Produkuje teplo pre seba a pre všetky ďalšie hospodárske koherentné oblasti.
  • medzi dvoma oblasťami CZT môže teplo prúdiť jedným smerom,
  • ročná potreba DH sa považuje za zostávajúcu po poslednom roku investičného obdobia
  • definované podiely na trhu a relatívne úspory energie sú rovnaké vo všetkých bunkách analyzovanej oblasti.
  • Model vytvorí iba jeden pripojený systém CZT. Nie je možné mať dve alebo viac nezávislých sietí.
  • Vstupný parameter „strop nákladov na sieť“ sa vynásobí ~ 95%, čím sa získa strop nákladov na distribučnú sieť. Táto hodnota sa používa na určenie potenciálnych oblastí DH.

Stanovenie hospodárskych oblastí CZT sa robí v troch krokoch. Viac podrobností nájdete v poskytnutých testovacích prevádzkach.

KROK 1: Výpočet nákladov na distribučnú sústavu na základe potreby tepla a pomeru vykreslenia pomocou vybraných máp tepelnej hustoty a hrubej hustoty podlahovej plochy

KROK 2: Určenie potenciálnych oblastí DH

KROK 3: Určenie hospodárnych oblastí DH a kapacít prenosových vedení a konfigurácie potrebnej na vzájomné prepojenie týchto oblastí.

Možnosti riešiteľa

Tento výpočtový modul používa na riešenie optimalizačného problému riešiteľ Gurobi. Aby sme zaručili stabilnú funkčnosť výpočtového modulu, predstavili sme niekoľko možností riešenia problému s optimalizáciou. Ide o tieto možnosti:

  • Medzera medzi dolnou a hornou hranicou objektívu je nastavená na 0,01 (MIPGap = 1e-2).
    • Menšia medzera poskytuje zvyčajne presnejšiu odpoveď. Z časového hľadiska procesora to však môže byť veľmi drahé.
  • Relatívny rozdiel medzi primárnou a dvojitou objektívnou hodnotou bol nastavený na 0,0001 (BarConvTol = 1e-4).
  • Riešiteľ je zameraný na 1, aby našiel uskutočniteľné riešenia. Tu nie je zameranie ani optimálne, ani objektívne viazané (MIPFocus = 1).
  • Obmedzili sme množstvo použitej pamäte RAM na 500 MB, aby sme sa nedostali do kritických situácií v prípade súčasného spustenia rôznymi používateľmi (NodefileStart = 0,5).

To Top

Úložisko GitHub tohto výpočtového modulu

Tu získate špičkový vývoj pre tento výpočtový modul.

To Top

Ukážka behu

Tu je spustený výpočtový modul pre prípadovú štúdiu Viedne v Rakúsku. Najskôr pomocou panela „Go To Place“ prejdite do Viedne a vyberte mesto. Kliknutím na tlačidlo „VRSTVY“ otvoríte panel „VRSTVY“ a potom kliknite na kartu „VÝPOČETNÝ MODUL“. V zozname výpočtových modulov zvoľte "CM - POTENCIÁL OKRUHOVÉHO VYKUROVANIA: HOSPODÁRSKE HODNOTENIE".

Skúšobná prevádzka: predvolené vstupné hodnoty pre prípadovú štúdiu vo Viedni

Poskytnuté predvolené hodnoty v súbore nástrojov sú v podstate vhodné pre Viedeň, tj nemusia sa hodiť pre iné regióny a mali by sa upraviť v závislosti od vašej prípadovej štúdie. Výpočet sa robí pre obdobie rokov 2018 až 2030 (2018 je rok 0 a 2030 je rok 12 a investičné obdobie bude 12 rokov). Očakávaný pomer akumulovanej energie ukazuje zníženie potreby tepla v porovnaní so začiatkom investičného obdobia (rok 2018). Podiel na trhu DH sa vzťahuje na trhový podiel v oblastiach DH. Jeho hodnota na začiatku investičného obdobia (rok 2018) ukazuje skutočný trhový podiel (zvyčajne známy). Očakávate, že dosiahnete očakávaný podiel na trhu na konci investičného obdobia. Táto hodnota pochádza z cestovných máp, scenárov, politík atď. Ako predvolený prípad považujeme úrokovú sadzbu vo výške 5%. Strop nákladov na rozvodnú sieť sa vynásobí ~ 95%, čím sa získa nákladový strop pre distribučnú sústavu. Pomocou tejto hodnoty sa získajú potenciálne oblasti DH. V rámci potenciálnych oblastí nesmú priemerné náklady na distribučnú sieť prekročiť strop nákladov na distribučnú sieť. Hodnota hodín plného zaťaženia sa používa na odhad špičkového zaťaženia a nájdenie vhodného rozmeru pre prenosovú sieť.

Konštanta stavebných nákladov a koeficient stavebných nákladov pochádzajú z referencie [ 2, 3 ]. Získané regióny sú na tieto hodnoty veľmi citlivé. Preto ako všeobecný komentár odporúčame najskôr vypočítať s týmito hodnotami, a iba ak si myslíte, že tieto hodnoty vedú k nadhodnoteniu alebo podhodnoteniu vašich výsledkov, potom ich upravte.

V predvolenom nastavení sa na výpočet používajú mapa hustoty tepla a mapa hustoty hrubej podlahovej plochy poskytované panelom nástrojov. Na spustenie výpočtu môžete použiť svoje vlastné nahrané vrstvy. V tomto ukážkovom behu používame predvolené vrstvy.

Teraz stlačte tlačidlo "RUN CM" a počkajte, kým sa výpočet neskončí.

DÔLEŽITÁ POZNÁMKA : Upozorňujeme, že nájdenie konečného riešenia môže tomuto modulu výpočtu trvať niekoľko minút. Ak výpočet trvá veľmi dlho (viac ako 10 minút), vyberte pre výpočet menšiu oblasť. Použitie ľubovoľných hodnôt môže tiež viesť k dlhému času výpočtu. Preto sa uistite, či sú poskytnuté hodnoty vhodné pre vybratý región.

Nasledujúci obrázok zobrazuje získané výsledky pre dané vstupné parametre vo Viedni. Najdôležitejšie ukazovatele sú zobrazené v okne VÝSLEDKY. Niektoré ukazovatele môžete získať aj stlačením na jednotlivé potenciálne oblasti na mape.

Figure 1

Výstupné vrstvy sa zobrazia v pruhu VRSTVY v časti modul Výpočet.

To Top

Referencie

[1] Fallahnejad M., Hartner M., Kranzl L., Fritz S. Vplyv distribučných a prenosových investičných nákladov systémov diaľkového vykurovania na potenciál diaľkového vykurovania. Energy Procedia 2018; 149: 141–50. doi: 10.1016 / j.egypro.2018.08.178.

[2] Persson U., Werner S. Distribúcia tepla a budúca konkurencieschopnosť diaľkového vykurovania. 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. Tepelná mapa Európy: Náklady na distribúciu tepla. Energia 2019; 176: 604–22. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.03.189.

To Top

Ako citovať

Mostafa Fallahnejad, Hotmaps-Wiki, CM - hodnotenie ekonomického potenciálu diaľkového vykurovania (september 2020)

To Top

Autori a recenzenti

Túto stránku napísal Mostafa Fallahnejad ( EEG - TU Wien ).

☑ Túto stránku skontroloval Marcul Hummel ( e-think ).

To Top

Licencia

Autorské práva © 2016-2020: Mostafa Fallahnejad

Medzinárodná licencia Creative Commons Attribution 4.0

Toto dielo je licencované podľa medzinárodnej licencie Creative Commons CC BY 4.0.

Identifikátor licencie SPDX: CC-BY-4.0

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

To Top

Poďakovanie

Chceli by sme najhlbšie oceniť projekt Horizont 2020 Hotmaps (dohoda o grante č. 723677), ktorý poskytol finančné prostriedky na uskutočnenie tohto prešetrovania.

To Top

This page was automatically translated. View in another language:

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

* machine translated