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Dieses Berechnungsmodul verwendet die europäische Wärmedichtekarte (EHDM) und eine europäische Bruttogeschossflächenkarte (EGFAM) , die beide im Rahmen des Hotmaps-Projekts entwickelt wurden, um eine GIS-basierte Methode zur Bestimmung potenzieller DH-Bereiche mit spezifischem Fokus vorzuschlagen auf Fernwärme (DH) Netzkosten. Die DH-Bereiche werden durch Durchführung von Sensitivitätsanalysen am EHDM unter Berücksichtigung der vordefinierten Obergrenze der durchschnittlichen Verteilungskosten ermittelt. Der Ansatz ermöglicht außerdem die Schätzung der Länge und des Durchmessers von Übertragungsleitungen und der damit verbundenen Kosten. Die Ausgaben sind GIS-Schichten, die Bereiche veranschaulichen, die für den Bau von DH wirtschaftlich sind, sowie die kostenminimalen Übertragungsleitungen, die diese Bereiche miteinander verbinden. Mit dem Berechnungsmodul können die Auswirkungen von Parametern wie Netzkostenobergrenze und Marktanteil auf das Potenzial sowie auf die Erweiterung und den Ausbau der DH-Systeme untersucht werden.
Die Eingabeparameter und Layer sowie die Ausgabelayer und -parameter lauten wie folgt.
Eingabeebenen und Parameter sind:
Ausgabeebenen und -parameter sind:
Hier wird eine kurze Erläuterung der Methodik gegeben. Für eine vollständigere Erläuterung der Methodik und Formulierungen, wenden Sie sich bitte an das Papier zu diesem Berechnungsmodul veröffentlicht [ 1 ].
Ziel des Berechnungsmoduls ist es, Regionen zu finden, in denen ein DH-System aufgebaut werden kann, ohne eine benutzerdefinierte durchschnittliche spezifische Kostenobergrenze in EUR / MWh zu überschreiten. Dies erfolgt unter folgenden Annahmen:
Die Bestimmung der wirtschaftlichen DH-Bereiche erfolgt in drei Schritten. Weitere Details finden Sie in den bereitgestellten Testläufen.
SCHRITT 1: Berechnung der Verteilnetzkosten basierend auf dem Wärmebedarf und der Grundstücksquote mit EHDM und EGFAM
SCHRITT 2: Bestimmung der potenziellen DH-Bereiche
SCHRITT 3: Bestimmung der wirtschaftlichen DH-Bereiche und Übertragungsleitungskapazitäten und Konfiguration, die erforderlich sind, um diese Bereiche miteinander zu verbinden.
Dieses Berechnungsmodul verwendet den Gurobi-Löser zur Lösung des Optimierungsproblems. Um eine stabile Funktionalität des Berechnungsmoduls zu gewährleisten, haben wir verschiedene Möglichkeiten zur Lösung des Optimierungsproblems eingeführt. Diese Optionen lauten wie folgt:
Hier erhalten Sie die neueste Entwicklung für dieses Berechnungsmodul.
Hier wird das Berechnungsmodul für die Fallstudie von Wien, Österreich, durchgeführt. Verwenden Sie zunächst die Leiste "Gehe zu Ort", um nach Wien zu navigieren und die Stadt auszuwählen. Klicken Sie auf die Schaltfläche "Ebenen", um das Fenster "Ebenen" zu öffnen, und klicken Sie dann auf die Registerkarte "BERECHNUNGSMODUL". Wählen Sie in der Liste der Berechnungsmodule "CM - Fernwärmepotential: Wirtschaftlichkeitsprüfung" aus.
Die in der Toolbox angegebenen Standardwerte sind grundsätzlich für Wien geeignet, dh sie sind möglicherweise nicht für andere Regionen geeignet und sollten abhängig von Ihrer Fallstudie angepasst werden. Die Berechnung erfolgt für den Zeitraum von 2018 bis 2030 (2018 ist das Jahr 0 und 2030 ist das Jahr 12 und die Investitionsperiode beträgt 12 Jahre). Die erwartete kumulierte Energieeinsparquote zeigt die Reduzierung des Wärmebedarfs gegenüber dem Beginn der Investitionsperiode (Jahr 2018). Der DH-Marktanteil bezieht sich auf den Marktanteil innerhalb der DH-Gebiete. Sein Wert zu Beginn des Anlagezeitraums (Jahr 2018) zeigt den tatsächlichen Marktanteil (in der Regel bekannt). Der erwartete Marktanteil im Investitionszeitraum entspricht dem erwarteten Wert. Dieser Wert stammt aus Roadmaps, Szenarien, Richtlinien usw. Für den Standardfall wird ein Zinssatz von 5 Prozent zugrunde gelegt. Die DH-Netzkostenobergrenze wird mit ~ 95% multipliziert, um eine Kostenobergrenze für das Verteilungsnetz zu erhalten. Mit diesem Wert werden die potentiellen DH-Bereiche erhalten. Innerhalb der potenziellen Gebiete dürfen die durchschnittlichen Verteilnetzkosten die Obergrenze der Verteilnetzkosten nicht überschreiten. Der Wert der Volllaststunden wird verwendet, um die Spitzenlast abzuschätzen und die geeignete Dimension für das Übertragungsnetz zu finden.
Die Baukostenkonstante und der Baukostenbeiwert stammen aus Lit. [ 2 ]. Die erhaltenen Regionen reagieren sehr empfindlich auf diese Werte. Als allgemeinen Kommentar empfehlen wir daher, zunächst mit diesen Werten zu rechnen und sie dann zu ändern, wenn Sie der Meinung sind, dass diese Werte zu einer Über- oder Unterschätzung Ihrer Ergebnisse führen.
Standardmäßig werden die von der Toolbox bereitgestellte Wärmedichtekarte und die Bruttogrundflächendichtekarte für die Berechnung verwendet. Sie können Ihre eigenen hochgeladenen Ebenen zum Ausführen der Berechnung verwenden. Hier verwenden wir Standardebenen.
Drücken Sie nun die RUN-Taste und warten Sie, bis die Berechnung beendet ist.
WICHTIGER HINWEIS : Bitte beachten Sie, dass dieses Berechnungsmodul einige Minuten dauern kann, um die endgültige Lösung zu finden. Wenn Ihre Berechnung sehr lange dauert (mehr als 10 Minuten), wählen Sie eine kleinere Region für Ihre Berechnung aus. Auch die Verwendung beliebiger Werte kann zu einer langen Rechenzeit führen. Stellen Sie daher sicher, dass Ihre angegebenen Werte für die ausgewählte Region geeignet sind.
Die folgende Abbildung zeigt die erhaltenen Ergebnisse für die angegebenen Eingabeparameter in Wien. Die wichtigsten Indikatoren werden im Fenster ERGEBNISSE gezeigt. Zusätzlich können Sie einige Indikatoren erhalten, indem Sie auf die einzelnen potenziellen Bereiche auf der Karte klicken
Die Ausgabeebenen werden im LAYERS-Fenster unter dem Abschnitt Berechnungsmodul angezeigt.
[1] Fallahnejad M, Hartner M, Kranzl L, Fritz S. Einfluss der Verteilungs- und Übertragungsinvestitionskosten von Fernwärmesystemen auf das Fernwärmepotential. Energy Procedia 2018; 149: 141–50. doi: 10.1016 / j.egypro.2018.08.178.
[2] Persson U, Werner S. Wärmeverteilung und die künftige Wettbewerbsfähigkeit der Fernwärme. Appl Energy 2011; 88: 568–76. doi: 10.1016 / j.apenergy.2010.09.020.
Mostafa Fallahnejad, im Hotmaps-Wiki, CM-Fernwärmenetzkosten (April 2019)
Diese Seite wurde von Mostafa Fallahnejad * geschrieben.
* Arbeitsgruppe Energiewirtschaft - TU Wien Institut für Energiesysteme und Elektrische Antriebe Gusshausstrasse 27-29 / 370 1040 Wien
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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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