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Un método para optimizar y distribuir espacialmente sistemas de calefacción mediante la acoplamiento de una plataforma de simulación energética urbana y un modelo de sistema energético

Autores: Steingrube, Annette; Bao, Keyu; Wieland, Stefan; Lalama, Andrés; Kabiro, Pithon M.; Coors, Volker; Schröter, Bastian

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2021

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Acceso abierto

Artículo científico
2021

Un método para optimizar y distribuir espacialmente sistemas de calefacción mediante la acoplamiento de una plataforma de simulación energética urbana y un modelo de sistema energético


Categoría

Ciencias Medioambientales

Subcategoría

Ciencia y tecnología de los recursos naturales

Palabras clave

Calefacción distrital
Modelos de sistemas energéticos
Calefacción central
Algoritmo de desagregación de la red de calefacción
Cálculo de la demanda de energía
Sistemas de calefacción

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La calefacción distrital se considera un concepto importante para descarbonizar los sistemas de calefacción y cumplir con los objetivos de mitigación del clima. Sin embargo, la decisión sobre dónde la calefacción central es más viable depende de muchos aspectos diferentes, como las densidades de calefacción o las estructuras de calefacción actuales. Una plataforma de simulación energética urbana basada en objetos de edificios en 3D puede mejorar la precisión del cálculo de la demanda energética a nivel de edificio, pero carece de una perspectiva sistémica. Los modelos de sistemas energéticos ayudan a encontrar soluciones económicamente óptimas para sistemas energéticos completos, incluyendo la cantidad óptima de calor suministrado centralmente, pero generalmente no proporcionan información a nivel de edificio. Al acoplar ambos métodos a través de un novedoso algoritmo de desagregación de redes de calefacción, proponemos un marco que hace tres cosas simultáneamente: optimizar sistemas energéticos que pueden abarcar todos los sectores de demanda así como el acoplamiento de sectores, evaluar el papel de la calefacción centralizada en tales sistemas energéticos optimizados, y determinar los diseños de las redes de calefacción distrital con una resolución espacial a nivel de calle. El algoritmo se prueba en dos estudios de caso; uno, un barrio urbano, y el otro, un pueblo rural. En el barrio urbano, la calefacción distrital es económicamente viable en todos los escenarios. Usar bombas de calor además de CHP aumenta la cantidad óptima de calor suministrado centralmente. En el barrio rural, las bombas de calor centrales garantizan la viabilidad de la calefacción distrital, mientras que los CHP independientes son más costosos que las tecnologías de calefacción descentralizada.

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