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Der Wärmebedarf spielt eine wichtige Rolle bei der Bestimmung potenzieller Fernwärmegebiete. Beispielsweise ist die Implementierung von Fernwärme in Gebieten mit geringem Wärmebedarf wirtschaftlich nicht sinnvoll. Andererseits kann es auch ungenau sein, einen Bereich mit hoher Wärmebedarfsdichte als potenziellen DH-Bereich zu definieren. Eine hohe Wärmebedarfsdichte in einem Gebiet könnte auf die Anwesenheit einiger weniger Verbraucher mit einem sehr hohen Wärmebedarf in diesem Gebiet zurückzuführen sein. Im Gegensatz dazu könnte eine niedrige durchschnittliche Wärmebedarfsdichte ein Zeichen für Zonen mit einem sehr geringen Wärmebedarf innerhalb des ausgewählten Bereichs sein. Das Ziel des DH-Potenzialmoduls besteht darin, ein angemessenes Gleichgewicht zwischen der Wärmebedarfsdichte in einem Gebiet und seinen konstituierenden Zonen zu schaffen.
Das DH-Potentialmodul bestimmt die DH-Bereiche und ihr entsprechendes DH-Potential basierend auf der Wärmebedarfsdichte. Die Wärmebedarfsdichten werden aus der Eingabe-GIS-Schicht, der European Heat Density Map (EHDM) , ermittelt , die im Rahmen des Hotmaps-Projekts entwickelt wurde . Das EHDM ist im Rasterformat und hat eine Auflösung von einem Hektar und ein Koordinatenreferenzsystem (CRS) von " ETRS89 / LAEA Europe - EPSG 3035 ". Die Zellen in EHDM zeigen die Heizdichten in MWh / ha .
Als Ausgabe werden ein GIS-Layer, drei Indikatoren und zwei Diagramme dargestellt. Diese Ausgaben werden im Abschnitt Probelauf ausführlich erläutert. Die Ausgabeschicht zeigt die potenziellen DH-Bereiche. Durch Klicken auf jeden Bereich auf der Karte wird ein Fenster geöffnet und das diesem Bereich entsprechende DH-Potenzial angezeigt. Innerhalb des Indikator- / Grafikfensters werden relevante Indikatoren und Diagramme bezüglich des DH-Potentials innerhalb der ausgewählten Zone und der Potentiale in Unterzonen dargestellt.
Die Eingabeparameter und Layer sowie die Ausgabelayer und -parameter lauten wie folgt.
Eingabeebenen und Parameter sind:
Ausgabeebenen und -parameter sind:
Das Potenzial für DH in einer bestimmten Region kann durch den gesamten Wärmebedarf und dessen räumliche Zuordnung definiert werden. In der Hotmaps-Toolbox wird der Heizbedarf in Form einer Rasterkarte in EHDM angezeigt. Jede Auswahl oder jeder Schnitt aus EHDM besteht aus einer oder mehreren Ein-Hektar-Zellen. Um potenzielle DH-Bereiche richtig zu definieren, sollte sowohl der Wärmebedarf in jeder Zelle als auch in einem Bereich ein bestimmtes Niveau erreichen. Als Ausgangspunkt werden in der Hotmaps-Toolbox Standardwerte für diese beiden Parameter vorgeschlagen. Abhängig von der Verteilung des Wärmebedarfs und der lokalen Berücksichtigung kann der Hotmaps-Benutzer diese Werte jedoch ändern.
Die Bestimmung der DH-Bereiche erfolgt in zwei Schritten:
Im ersten Schritt werden alle Zellen mit Heizbedarf unterhalb des Eingabeparameters für den Mindestheizbedarf in Hektar gefiltert. Durch Eliminieren dieser Zellen aus der Karte erhalten wir Gruppen von Zellen, die aneinander gebunden sind. Jeder Satz dieser verbundenen Zellen bildet kleine Zonen, die hier als "zusammenhängende Bereiche" bezeichnet werden. In den zweiten Schritten wird der Gesamtwärmebedarf in jedem zusammenhängenden Bereich berechnet. Wenn der Gesamtwärmebedarf für jeden zusammenhängenden Bereich höher ist als der Eingangsparameter für den "Mindestwärmebedarf in einem DH-Bereich", wird er als potenzieller DH-Bereich betrachtet.
Schließlich wird für die DH-Bereiche das Potenzial berechnet und in Form eines GIS-Layers dargestellt, der in der Toolbox angezeigt wird.
Dieser Code verwendet das Konzept der angeschlossenen Komponenten aus der Bildverarbeitungsbibliothek von Scipy, um die potenziellen Fernwärmebereiche zu erkennen.
Hier erhalten Sie die neueste Entwicklung für dieses Berechnungsmodul.
Hier wird das Berechnungsmodul für die Fallstudie von Aalborg in Dänemark ausgeführt.
Die Standardeingabewerte geben die allgemeinen Bedingungen an, unter denen ein Bereich als potenzieller DH-Bereich betrachtet werden kann. Diese Werte sind nur als Ausgangspunkt zu betrachten. Möglicherweise müssen Sie Werte unter oder über den Standardwerten unter Berücksichtigung zusätzlicher lokaler Überlegungen festlegen. Daher sollte der Benutzer diese Werte anpassen, um die beste Kombination von Schwellenwerten für seine Fallstudie zu finden.
Führen Sie die folgenden Schritte aus, um das Berechnungsmodul auszuführen:
Zusätzlich werden auch zwei Diagramme generiert. Die erste zeigt das DH-Potential in jedem DH-Bereich. Die entsprechenden Bezeichnungen finden Sie auch auf der Karte. Das zweite Diagramm zeigt das gesamte DH-Potenzial im Vergleich zum gesamten Wärmebedarf im ausgewählten Bereich.
Durch Befolgen dieser Schritte erhalten Sie einen Eindruck über die Eingabewerte und potenziellen DH-Bereiche.
Abhängig von Ihrer Erfahrung und Ihrem lokalen Wissen können Sie die Eingabewerte erhöhen oder verringern, um bessere Ergebnisse zu erzielen. Im Fall von Aalborg wissen Sie vielleicht, dass der Wärmebedarf in den Außenbezirken der Stadt relativ nahe am zentralen Teil der Stadt liegt und in diesen Gebieten auch ein DH-System realisierbar ist. Daher können Sie beschließen, den Mindestwärmebedarf in Zellen, die Teil eines DH-Bereichs sind, zu reduzieren. Um jedoch einen ausreichenden Wärmebedarf zu gewährleisten, können Sie den Mindestwärmebedarf in einem DH-Bereich erhöhen. Hier führen Sie die Berechnungsmodule mit neuen Eingabeparametern erneut aus.
Zusätzlich werden auch zwei Diagramme generiert. Die erste zeigt das DH-Potential in jedem DH-Bereich. Die entsprechenden Bezeichnungen finden Sie auch auf der Karte. Das zweite Diagramm zeigt das gesamte DH-Potenzial im Vergleich zum gesamten Wärmebedarf im ausgewählten Bereich.
Mostafa Fallahnejad, im Hotmaps-Wiki, https://github.com/HotMaps/hotmaps_wiki/wiki/CM-District-heating-potentials (April 2019)
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* Arbeitsgruppe Energiewirtschaft - TU Wien
Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe
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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 .
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