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Com este módulo de cálculo, você pode determinar áreas potenciais de aquecimento urbano com base em uma avaliação simplificada da distribuição de calor e custos de transmissão. As entradas para o módulo são mapas de demanda de calor e densidade de área bruta, custos de expansão da rede, desenvolvimento de demanda de calor e taxas de conexão, tempo de depreciação, taxa de juros e um limite para os custos de distribuição de calor aceitos. Além disso, calcula os custos das linhas de transmissão entre as áreas de aquecimento urbano identificadas.
Este módulo de cálculo usa um mapa de densidade de calor (HDM) e um mapa de densidade de área bruta de piso para propor um método baseado em GIS para determinar áreas DH potenciais com foco específico em custos de rede de aquecimento urbano (DH). Na caixa de ferramentas, o usuário tem a opção de usar o conjunto de dados padrão fornecido pela caixa de ferramentas, ou seja, o mapa de densidade de demanda de calor e o mapa de densidade de área bruta , ou usar camadas próprias dos mesmos tipos que são carregados para a conta Hotmaps pessoal. As áreas DH são determinadas por meio da realização de análises de sensibilidade no HDM, considerando o limite superior predefinido dos custos médios de distribuição. A abordagem permite, adicionalmente, a estimativa do comprimento e diâmetro das linhas de transmissão e seus custos associados. As saídas são camadas GIS que ilustram áreas economicamente viáveis para a construção de DH, bem como as linhas de transmissão de custo mínimo conectando essas regiões umas às outras. O módulo de cálculo pode ser usado para estudar o impacto de parâmetros como teto de custos de rede e participação de mercado no potencial e na expansão e extensão dos sistemas DH.
As camadas e parâmetros de entrada, bem como as camadas e parâmetros de saída para o CM são as seguintes.
Camadas de entrada e parâmetros são:
As camadas e parâmetros de saída são:
Aqui, uma breve explicação da metodologia é fornecida. Para uma explicação mais completa da metodologia e formulações, consulte o artigo de acesso aberto publicado sobre este módulo de cálculo [ 1 ].
O objetivo do módulo de cálculo é encontrar regiões nas quais os sistemas DH possam ser construídos sem exceder um teto de custo específico médio definido pelo usuário em EUR / MWh . Isso é feito sob as seguintes premissas:
A determinação das áreas DH econômicas é feita em três etapas. Para obter mais detalhes, consulte as execuções de teste fornecidas.
PASSO 1: Cálculo dos custos da rede de distribuição com base na demanda de calor e proporção do lote usando a densidade de calor selecionada e mapas de densidade de área bruta
PASSO 2: Determinação de áreas DH potenciais
PASSO 3: Determinação das áreas econômicas de DH e das capacidades e configurações da linha de transmissão necessárias para conectar essas áreas entre si.
Este módulo de cálculo usa um solucionador Gurobi para resolver o problema de otimização. Para garantir uma funcionalidade estável do módulo de cálculo, introduzimos várias opções para resolver o problema de otimização. Essas opções são as seguintes:
Aqui você obtém o desenvolvimento de ponta para este módulo de cálculo.
Aqui, o módulo de cálculo é executado para o estudo de caso de Viena, Áustria. Primeiro, use a barra "Go To Place" para navegar até Viena e selecionar a cidade. Clique no botão "CAMADAS" para abrir a barra "CAMADAS" e clique na guia "MÓDULO DE CÁLCULO". Na lista de módulos de cálculo, selecione "CM - POTENCIAL DE AQUECIMENTO DO DISTRITO: AVALIAÇÃO ECONÔMICA".
Os valores padrão fornecidos na caixa de ferramentas são basicamente adequados para Viena, ou seja, podem não ser adequados para outras regiões e devem ser adaptados dependendo do seu estudo de caso. O cálculo é feito para o período de 2018 a 2030 (2018 é o ano 0 e 2030 é o ano 12 e o período de investimento será de 12 anos). A relação de economia de energia acumulada esperada mostra a redução da demanda de calor em relação ao início do período de investimento (ano 2018). A quota de mercado DH refere-se à quota de mercado nas áreas DH. Seu valor no início do período de investimento (ano 2018) mostra a participação de mercado real (geralmente conhecida). A participação de mercado esperada no final do período de investimento é o que você espera alcançar. Este valor vem de roteiros, cenários, políticas etc. Para o caso padrão, consideramos a taxa de juros de 5 por cento. O teto de custo da rede DH é multiplicado por ~ 95% para produzir um teto de custo para a rede de distribuição. Usando este valor, as áreas DH potenciais são obtidas. Dentro das áreas potenciais, o custo médio da rede de distribuição não pode exceder o teto de custo da rede de distribuição. O valor das horas de carga total é usado para estimar a carga de pico e encontrar uma dimensão adequada para a rede de transmissão.
A constante de custo de construção e o coeficiente de custo de construção são originados da referência [ 2, 3 ]. As regiões obtidas são muito sensíveis a esses valores. Portanto, como um comentário geral, sugerimos calcular com esses valores primeiro e somente se você achar que esses valores levam a uma super ou subestimação de seus resultados, então modifique-os.
Por padrão, o mapa de densidade de calor e o mapa de densidade de área bruta de piso fornecidos pela caixa de ferramentas são usados para o cálculo. Você pode usar suas próprias camadas carregadas para executar o cálculo. Neste exemplo de execução, usamos camadas padrão.
Agora, pressione o botão "RUN CM" e espere até que o cálculo seja concluído.
NOTA IMPORTANTE : Observe que este módulo de cálculo pode levar vários minutos para encontrar a solução final. Se o seu cálculo demorar muito (mais de 10 minutos), selecione uma região menor para o cálculo. Além disso, o uso de valores arbitrários pode levar a um longo tempo de cálculo. Portanto, certifique-se de que os valores fornecidos sejam adequados para a região selecionada.
A figura a seguir mostra os resultados obtidos para os parâmetros de entrada fornecidos em Viena. Os indicadores mais importantes são demonstrados na janela RESULTADOS. Além disso, você pode obter alguns indicadores pressionando cada uma das áreas potenciais no mapa.
As camadas de saída aparecerão na barra CAMADAS na seção do módulo Cálculo.
[1] Fallahnejad M., Hartner M., Kranzl L., Fritz S. Impacto dos custos de investimento de distribuição e transmissão de sistemas de aquecimento urbano no potencial de aquecimento urbano. Energy Procedia 2018; 149: 141–50. doi: 10.1016 / j.egypro.2018.08.178.
[2] Persson U., Werner S. Distribuição de calor e a competitividade futura do aquecimento urbano. 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. Heat Roadmap Europe: Heat Distribution costs. Energy 2019; 176: 604–22. https://doi.org/10.1016/j.energy.2019.03.189.
Mostafa Fallahnejad, em Hotmaps-Wiki, CM-District-heating-potencial-economic-assessment (setembro de 2020)
Esta página foi escrita por Mostafa Fallahnejad ( EEG - TU Wien ).
☑ Esta página foi revisada por Marcul Hummel ( e-think ).
Copyright © 2016-2020: Mostafa Fallahnejad
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License-Text: https://spdx.org/licenses/CC-BY-4.0.html
Gostaríamos de transmitir o nosso mais profundo agradecimento ao Projeto Hotmaps Horizonte 2020 (Contrato de Subvenção n.º 723677), que proporcionou o financiamento para a realização da presente investigação.
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