Sisällysluettelo

Yhdellä silmäyksellä

Tämän laskentamoduulin avulla voit määrittää mahdolliset kaukolämpöalueet yksinkertaistetun lämmönjakelu- ja siirtokustannusten perusteella. Moduuliin syötetään lämmön kysyntä ja bruttopinta-alan tiheyskartat, verkon laajennuskustannukset, lämmön kysynnän ja liittymisnopeuksien kehitys, poistoaika, korko ja kynnys hyväksytyille lämmönjakelukustannuksille. Lisäksi se laskee tunnistettujen kaukolämpöalueiden välisten siirtolinjojen kustannukset.

To Top

Johdanto

Tämä laskentamoduuli käyttää lämpötiheyskarttaa (HDM) ja bruttopinta-ala-tiheyskarttaa ehdottaakseen paikkatietopohjaista menetelmää potentiaalisten lämpöalueiden määrittämiseksi keskittyen erityisesti kaukolämpöverkkokustannuksiin. Työkalupakissa, käyttäjällä on mahdollisuus käyttää oletuksena datajoukon antamat työkalupakin, eli lämmöntarve tiheys kartta ja kerrosala tiheys karttaa tai käyttää omaa kerrosta samaa tyyppiä, jotka ladataan henkilökohtaiseen Hotmaps tilille. DH-alueet määritetään suorittamalla herkkyysanalyysit HDM: lle ottaen huomioon keskimääräisten jakelukustannusten ennalta määritelty yläraja. Lähestymistapa mahdollistaa lisäksi voimajohtojen pituuden ja halkaisijan sekä niihin liittyvien kustannusten arvioinnin. Tuotokset ovat GIS-kerroksia, jotka kuvaavat alueita, jotka ovat taloudellisesti kannattavia DH: n rakentamiseksi, sekä kustannuksiltaan vähäisimmät siirtolinjat, jotka yhdistävät nämä alueet toisiinsa. Laskentamoduulia voidaan käyttää sellaisten parametrien kuten verkkokustannusten katto ja markkinaosuus vaikutusten tutkimiseen potentiaaliin sekä lämpöpumppujärjestelmien laajentamiseen ja laajentamiseen.

To Top

Tulot ja lähdöt

CM: n syöttökerrokset ja parametrit sekä lähtökerrokset ja parametrit ovat seuraavat.

Syöttökerrokset ja parametrit ovat:

  • Parametrit:
    • Ensimmäinen sijoitusvuosi
    • Viimeinen sijoitusvuosi: määrittää, kuinka monen vuoden kuluttua sinun tulisi saavuttaa tavoiteltu lämpöpatterin markkinaosuus.
    • Poistoaika vuosina : Korkeampi poistoaika vähentää kokonaiskustannuksia, koska järjestelmäsi kestää kauemmin ja palvelee enemmän
    • Kertyneet energiansäästö: Odotettu energian suhde, jota tallennettu viime vuonna investointien takia esim jälkiasennuksen rakennusten verrattuna lämmöntarpeen ensimmäisenä investoinnin. korkeampi kertynyt energiansäästö tarkoittaa pienempiä lämmön kysyntätiheyksiä ja luultavasti tämä johtaa korkeampiin ominaiskustannuksiin.
    • Lämminvesivarojen markkinaosuus sijoituskauden alussa: Näyttää valitun alueen nykytilan.
    • Lämminvesivarojen markkinaosuus sijoitusjakson lopussa: Tavoitemarkkinaosuus, jonka haluat saavuttaa.
    • Korko
    • Lämminverkkokustannusten enimmäismäärä euroina / MWh : Mahdollisissa LK-alueilla jakeluverkon kustannukset eivät saa ylittää tätä määriteltyä jakeluverkon kustannuskattoa.
    • Rakennuskustannukset vakiona euroa / m sekä rakennuskustannusten kerroin euroa / m 2
    • Täyskuormatunnit: käytetään putkikoon kannalta tärkeän huippukuorman laskemiseen. Tässä sitä käytetään yksinomaan kuljetusverkkoon.
    • MIPGap: optimointiratkaisuvaihtoehto, jolla voit selvittää vastauksesi tarkkuuden. Huomaa, että pienemmät aukot johtavat suurempaan tarkkuuteen korkeamman suorittimen ajan kustannuksella.
  • Tasot:
    • Lämpötiheyskartta ja lattian tiheyskartta: oletuskartat ovat työkalupakissa; omia lataamiasi karttoja voidaan käyttää myös CM: ssä
      • rasteri-muodossa (* .tif)
      • 1 hehtaarin tarkkuudella
      • kysyntätiheydet MWh / ha ja bruttopinta-ala tiheydet m 2 / ha

Tulostustasot ja parametrit ovat:

  • Parametrit:
    • Kokonaiskysyntä valitulla alueella investointivuonna MWh
    • Kokonaiskysyntä valitulla alueella viimeisen MWh- investointivuoden aikana
    • Lämmitysjärjestelmän maksimipotentiaali investointijakson aikana MWh
    • Energiatehokkaat lämpimän lämpöverkon kustannukset euroina / MWh
    • Energiatehokkaat lämpimän lämmönjakeluverkon kustannukset euroina / MWh
    • Energiatehokkaat DH-siirtoverkon kustannukset euroina / MWh
    • Erityiset lämpimän kosteuden jakeluverkon kustannukset metriä kohti, euroa / m
    • Erityiset DH-siirtoverkon kustannukset metriä kohden ( EUR / m)
    • Ruudukon kokonaiskustannukset - elinkorko euroina / vuosi
    • Jakeluverkon kokonaiskustannukset - elinkorko euroina / vuosi
    • Siirtoverkon kokonaiskustannukset - elinkorko euroina / vuosi
    • Kaivannon kaivannon kokonaispituus ( km)
    • Kaivannon kaivannon kokonaispituus ( km)
    • Yhtenäisten alueiden kokonaismäärä
    • Talouden yhtenäisten alueiden lukumäärä
  • Tasot:
    • Lämmön kysyntätiheys investointikauden viimeisenä vuonna (energiansäästöt huomioon ottaen) rasterimuodossa
    • DH-alueet (sekä taloudelliset että muut kuin taloudelliset) muotoilutiedostomuodossa
    • Siirtojohdot ja niiden kapasiteetti shapefile-muodossa

To Top

Menetelmä

Tässä annetaan lyhyt selitys menetelmistä. Täydellisempi selitys menetelmästä ja formulaatioista on tästä laskentamoduulista julkaistussa avoimen asiakirjan julkaisussa [ 1 ].

Laskentamoduulin tarkoituksena on löytää alueita, joihin lämpöpumppujärjestelmät voidaan rakentaa ylittämättä käyttäjän määrittelemää keskimääräistä ominaiskustannusten enimmäismäärää euroina / MWh . Tämä tehdään seuraavien oletusten perusteella:

  • Taloudellisen lämpimän alueen, jolla on suurin lämmöntarve, katsotaan olevan ainoa käytettävissä oleva lämmönlähde. Se tuottaa lämpöä itselleen ja muille talouden johdonmukaisille alueille.
  • kahden DH-alueen välillä lämpö voi virrata yhteen suuntaan,
  • vuotuisen lämpimän kosteuskysynnän katsotaan pysyvän vakaana viimeisen sijoituskauden jälkeen
  • määritellyt markkinaosuudet ja suhteelliset energiansäästöt ovat samat kaikissa analysoitavan alueen soluissa.
  • Malli luo vain yhden liitetyn DH-järjestelmän. Kahta tai useampaa itsenäistä verkkoa ei ole mahdollista.
  • Syöttöparametri "verkkokustannusten katto" kerrotaan ~ 95%: lla, jotta saadaan jakeluverkon kustannuskatto. Tätä arvoa käytetään potentiaalisten DH-alueiden määrittämiseen.

Taloudellisten lämpimien alueiden määrittäminen tapahtuu kolmessa vaiheessa. Katso lisätietoja toimitetuista testiajoista.

VAIHE 1: Jakeluverkon kustannusten laskeminen lämmöntarpeen ja juontosuhteen perusteella käyttäen valittuja lämpötiheys- ja bruttopinta-ala-tiheyskarttoja

VAIHE 2: Mahdollisten DH-alueiden määrittäminen

VAIHE 3: Taloudellisten DH-alueiden, voimajohtokapasiteetin ja kokoonpanon määrittäminen, joka tarvitaan näiden alueiden liittämiseksi toisiinsa.

Ratkaisijan asetukset

Tämä laskentamoduuli käyttää Gurobi-ratkaisijaa optimointiongelman ratkaisemiseen. Laskentamoduulin vakaan toimivuuden takaamiseksi olemme esittäneet useita vaihtoehtoja optimointiongelman ratkaisemiseksi. Nämä vaihtoehdot ovat seuraavat:

  • Alemman ja ylemmän objektiivirajan välinen rako on asetettu arvoon 0,01 (MIPGap = 1e-2).
    • Pienempi aukko antaa yleensä tarkemman vastauksen. Tämä voi kuitenkin olla erittäin kallista suorittimen ajan näkökulmasta.
  • Primaalin ja kaksoisobjektiarvon suhteellinen ero asetettiin arvoon 0,0001 (BarConvTol = 1e-4).
  • Ratkaisijan kohdistus asetetaan arvoon 1, jotta löydetään toteutettavissa olevat ratkaisut. Tässä kohdistus ei ole optimaalinen eikä objektiivisesti sidottu (MIPFocus = 1).
  • Olemme rajoittaneet käytetyn RAM-muistin määrän 500 MB: iin, jotta emme pääse kriittisiin tilanteisiin, jos eri käyttäjät suorittavat samanaikaisesti (NodefileStart = 0.5).

To Top

Tämän laskentamoduulin GitHub-arkisto

Täältä saat vertailevan kehityksen tälle laskentamoduulille.

To Top

Näyte ajo

Tässä laskentamoduuli suoritetaan Wienin, Itävallan tapaustutkimusta varten. Käytä ensin "Go To Place" -palkkia siirtyäksesi Wieniin ja valitse kaupunki. Napsauta "LAYERS" -painiketta avataksesi "LAYERS" -palkin ja napsauta sitten "CALCULATION MODULE" -välilehteä. Valitse laskentamoduuliluettelosta "CM - PIIRIN LÄMMITYSMAHDOLLISUUS: TALOUDELLINEN ARVIOINTI".

Test Run: oletusarvot Wienin tapaustutkimusta varten

Työkaluryhmän annetut oletusarvot soveltuvat periaatteessa Wieniin, ts. Se ei välttämättä sovi muille alueille, ja se on mukautettava tapaustutkimuksen mukaan. Laskelma tehdään kaudelle 2018-2030 (2018 on vuosi 0 ja 2030 on vuosi 12 ja sijoitusaika on 12 vuotta). Odotettu kertynyt energiansäästöaste osoittaa lämmön kysynnän vähenemisen investointikauden alkuun (vuosi 2018) verrattuna. Lämminvesivarastojen markkinaosuus viittaa markkinaosuuksiin lämpimien alueiden sisällä. Sen arvo sijoituskauden alussa (vuosi 2018) osoittaa todellisen markkinaosuuden (yleensä tiedossa). Odotettavissa oleva markkinaosuus sijoituskauden lopussa on se, jonka odotat saavuttavan. Tämä arvo tulee etenemissuunnitelmista, skenaarioista, politiikoista jne. Oletustapauksessa korko on 5 prosenttia. DH-verkon kustannuskatto kerrotaan ~ 95%: lla, jotta saadaan jakeluverkon kustannuskatto. Tätä arvoa käyttämällä saadaan potentiaaliset DH-alueet. Mahdollisilla alueilla keskimääräinen jakeluverkon hinta ei saa ylittää jakeluverkon kustannusten enimmäismäärää. Kokokuormatuntien arvoa käytetään huippukuormituksen arvioimiseen ja sopivan mittasuhteen löytämiseen siirtoverkkoon.

Rakennuskustannusvakio ja rakennuskustannuskerroin ovat peräisin viitteestä [ 2, 3 ]. Saadut alueet ovat hyvin herkkiä näille arvoille. Siksi suosittelemme yleiskommenttina laskemaan ensin näillä arvoilla ja muokkaamaan niitä vain, jos luulet näiden arvojen johtavan tulostesi yliarviointiin tai aliarviointiin.

Oletusarvoisesti laskennassa käytetään työkalupaketin tarjoamaa lämpötiheyskarttaa ja bruttopinta-alan tiheyskarttaa. Voit käyttää omia lähettämiäsi tasoja laskennan suorittamiseen. Tässä näytekäytössä käytämme oletuskerroksia.

Paina nyt "RUN CM" -painiketta ja odota, kunnes laskenta on valmis.

TÄRKEÄ HUOMAUTUS : Huomaa, että tämä laskentamoduuli voi viedä useita minuutteja lopullisen ratkaisun löytämiseen. Jos laskutoimitus kestää hyvin kauan (yli 10 minuuttia), valitse pienempi alue laskelmallesi. Mielivaltaisten arvojen käyttö voi myös johtaa pitkään laskenta-aikaan. Siksi varmista, että antamasi arvot sopivat valitulle alueelle.

Seuraava kuva esittää saadut tulokset annetuista tuloparametreista Wienissä. Tärkeimmät indikaattorit on esitetty TULOKSET-ikkunassa. Lisäksi voit saada joitain indikaattoreita painamalla kutakin potentiaalista aluetta kartalla.

Figure 1

Lähtökerrokset ilmestyvät LAYERS-palkkiin Laskentamoduuli-osioon.

To Top

Viitteet

[1] Fallahnejad M., Hartner M., Kranzl L., Fritz S. Kaukolämpöjärjestelmien jakelu- ja siirtoinvestointikustannusten vaikutus kaukolämpöpotentiaaliin. Energy Procedia 2018; 149: 141–50. doi: 10.1016 / j.egypro.2018.08.178.

[2] Persson U., Werner S. Lämmönjako ja kaukolämmön kilpailukyky tulevaisuudessa. 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.Euroopan lämmön etenemissuunnitelma: lämmönjakelukustannukset. Energia 2019; 176: 604–22. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.03.189.

To Top

Kuinka lainata

Mostafa Fallahnejad, Hotmaps-Wikissä, CM-kaukolämpöpotentiaali-taloudellinen arvio (syyskuu 2020)

To Top

Kirjoittajat ja arvostelijat

Tämän sivun on kirjoittanut Mostafa Fallahnejad ( EEG - TU Wien ).

☑ Tämän sivun tarkisti Marcul Hummel ( e-think ).

To Top

Lisenssi

Tekijänoikeus © 2016-2020: Mostafa Fallahnejad

Creative Commons Nimeä 4.0 -lisenssi

Tämä teos on lisensoitu Creative Commons CC BY 4.0 -lisenssillä.

SPDX-lisenssitunniste: CC-BY-4.0

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

To Top

Tunnustus

Haluamme välittää syvän arvostuksemme Horisontti 2020 Hotmaps -hankkeelle (avustussopimuksen numero 723677), joka tarjosi rahoitusta tämän tutkimuksen suorittamiseen.

To Top

This page was automatically translated. View in another language:

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

* machine translated