15.4 विधि

50 परिवारों के पड़ोस को ‘स्मार्टवुड’ माना गया था, जिसमें एक डिकॉप्टेड मल्टी-लूप एक्वापोनिक्स सुविधा मौजूद है जो स्मार्टवुड के सभी 100 निवासियों के लिए मछली और सब्जियां प्रदान करने में सक्षम है।

Smarthood के विस्तृत मॉडलिंग के लिए, एम्स्टर्डम में एक उपनगरीय पड़ोस के एक काल्पनिक संदर्भ मामले का उपयोग किया गया था, जिसमें प्रति घर 2 व्यक्तियों (कुल 100 व्यक्ति) की औसत घरेलू अधिभोग के साथ 50 घर (घर) शामिल थे। इसके अलावा, एक शहरी एक्वापोनिक सुविधा में ग्रीनहाउस, जलीय कृषि प्रणाली, एक यूएएसबी और एक आसवन इकाई होती है। विभिन्न घटकों के आयाम को एक विशिष्ट डच घर और ग्रीनहाउस के लिए डेटा का उपयोग करके प्रेरित किया जाता है (तालिका 15.1 देखें)।

15.4.1 ऊर्जा प्रणाली मॉडल

एक ऊर्जा प्रणाली मॉडल (ईएसएम) बनाया गया था जो घटकों की एक विस्तृत श्रृंखला के ऊर्जा प्रवाह को अनुकरण कर सकता है, जिसका मुख्य विनिर्देश तालिका 15.2 में दिखाया गया है। ईएसएम वर्ष के प्रत्येक घंटे के लिए प्रत्येक घटक के लिए ऊर्जा प्रवाह की गणना करने में सक्षम है।

तालिका 15.1 नीदरलैंड में प्रति व्यक्ति/घर खाद्य और ऊर्जा आवश्यकताओं

तालिका थैड टीआर टीडी/टीडी Thऔसत (प्रति पूंजी/वर्ष) /वें thTotal (100 व्यक्तियों) /वें Thsourc/th /tr /thead tbody टीआर वें colspan = 4food/वें /tr टीआर टीडीसब्जी खपत (नीदरलैंड) /टीडी टीडी 33 kgsupa/sup (जबकि u73 किलो/यू की सिफारिश कर रहे हैं /टीडी टीडी 7300 किलो /टीडी टीडी EFSA (2018) /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” TdRequired ग्रीनहाउस क्षेत्र/टीडी टीडी लगभग। 4 एमएसयूपी2/एसयूपी /टीडी टीडी 400 एमएसयूपी2/एसयूपी /टीडी टीडी न्यूनतम के आधार पर अनुमानित खपत सिफारिश /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीफिश की खपतन/टीडी टीडी 20 किलो /टीडी टीडी 2000 किलो /टीडी टीडी एफएओ (2015) /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” TdRequired जलीय कृषि वॉल्यूमअप/एसयूपी/टीडी टीडी 0.2 एमएसयूपी3/एसयूपी /टीडी टीडी 20 एमएसयूपी3/एसयूपी /टीडी टीडी अनुमानित /टीडी /tr टीआर वें colspan=4 ऊर्जा/वें /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीघरेलू गर्मी की खपत (नीदरलैंड) /टीडी टीडी 6500 केएचएससबथ/सब/घर/वर्ष /टीडी टीडी 325 मेगावाट सबथ/उप/वर्ष /टीडी टीडी सीबीएस (2018) /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी रोस्पान = 2 आरएएस बिजली की खपतन/टीडी टीडी पंक्तिस्पन = 2 0.05 -0.15 किलोवाट/सब/एमएसयूपी3/एसयूपी /टीडी टीडी 1-3 kwsube/उप /टीडी टीडी पंक्तिस्पन = 2 (एस्पिनल, व्यक्ति संचार) /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी 8,76—28,26 मेगाहर्सुब/उप/ वर्ष /टीडी /tr /टीबीओडी /तालिका

Supa/supThe औसत डच व्यक्ति खाती है 50 प्रति वर्ष सब्जियों की किलो। हालांकि, सब्जियों कि हाइड्रोपोनिक्स सिस्टम में उगाया जा सकता है की केवल 33 किलो, सब्जियों 31.87 ग्राम/दिन, ब्रासिका सब्जियों 22.11 ग्राम/दिन, पत्ती सब्जियों 12.57 ग्राम/दिन, फलियां सब्जियों 19.74 ग्राम/दिन, सब्जियों स्टेम 4.29 ग्राम/दिन

एक अधिकतम supb/supध्यान में रखते हुए। 80 किलो/एमएसयूपी 3/एसयूपी की मछली घनत्व

** तालिका 15.2** उत्पादन घटक

तालिका थैड tr वर्ग = “हेडर” थकंपोनेंट/वें वें आकार /वें वें विनिर्देशों /वें /tr /thead tbody tr वर्ग = “अजीब” टीडीसौर पीवी/टीडी टीडी 40 केडब्ल्यूसबप, ई/उप /टीडी टीडी एटा: 0.15 /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि TDurban पवन टर्बाइन/टीडी टीडी 20 केडब्ल्यूसबप, ई/उप /टीडी टीडी एटा: 0.33 /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीहीट पंप/टीडी टीडी 10 केडब्ल्यूसबप, ई/उप /टीडी टीडी सिपाही: 4.0 /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीसीपी/टीडी टीडी 20 केडब्ल्यूसबप, ई/उप /टीडी टीडी ईटासुबेल/सब: 0.24, ईटासुबथ/उप = 0.61 /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीफ्यूल सेल/टीडी टीडी 10 केडब्ल्यूसबप, ई/उप /टीडी टीडी एटा: 0.55 /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडेलेक्ट्रोलाइसर/टीडी टीडी 20 केडब्ल्यूसबप, ई/उप /टीडी टीडी एटा: 0.45 /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीबैटरी/टीडी टीडी 200 kWh /टीडी टीडी एटा: 0.90 /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीहॉट पानी टंक/टीडी टीडी 930 किलोवाट /टीडी टीडी 40—60 सी /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीहाइड्रोजन टैंक/टीडी टीडी 1000 किलोवाट /टीडी टीडी 30 किलो एचएसयूबी 2/सब भंडारण /टीडी /tr /टीबीओडी /तालिका

DesignBuilder के माध्यम से प्राप्त एम्स्टर्डम के लिए ऊर्जा प्रोफ़ाइल डेटा का उपयोग करके ऊर्जा प्रणाली को MATLAB में मॉडलिंग किया गया था। संख्यात्मक समय-श्रृंखला मॉडल में उनके प्रासंगिक विनिर्देशों (चित्र 15.4) के साथ तालिका 15.2 में सूचीबद्ध ऊर्जा प्रौद्योगिकियों का विस्तृत चयन शामिल है।

एनर्जी सिस्टम मॉडल (ईएसएम) निर्णय लेने की प्रक्रिया के लिए सरल सशर्त बयान का उपयोग करता है, यानी यह एक नियम-आधारित नियंत्रण प्रणाली है। इस मॉडल के वर्तमान संस्करण में, नियंत्रण स्वयं की खपत के उद्देश्य से केंद्रीकृत है

अंजीर 15.4 एक्वापोनिक्स माइक्रोग्रिड मॉडल (एफ डी ग्रैफ 2018), संदर्भ मामले (एम्स्टर्डम) के लिए बिजली (ऊपरी आरेख) और गर्मी (निचला आरेख) के लिए ऊर्जा संतुलन दिखा रहा है

पूरे सिस्टम के लिए अधिकतमकरण (भविष्य के संस्करण में, नियंत्रण वास्तुकला विकेंद्रीकृत किया जाएगा, देखें संप्रदाय 15.5)। इसे प्राप्त करने के लिए सशर्त बयान निम्नानुसार बताए जा सकते हैं:

1। गर्मी भंडारण को कम से कम रखें।

2। भविष्यवाणी अनम्य बिजली उत्पादन और खपत का पूर्वानुमान।

3। (ए) यदि बैटरी पूरी हो जाएगी, तो लचीली खपत चालू करें।

(b) यदि बैटरी खाली हो जाएगी, तो लचीली पीढ़ी चालू करें।

गर्मी भंडारण को कम से कम रखने से, लचीली ऊर्जा संतुलन के लिए बफर अधिकतम किया जाता है। यदि अनम्य बिजली (यानी बिजली उत्पादन जिसे लचीला रूप से निर्धारित या नियंत्रित नहीं किया जा सकता है, जैसे सौर या हवा) का अधिक उत्पादन होता है, तो गर्म पानी के भंडारण और एक्वापोनिक आरएएस प्रणाली के थर्मल द्रव्यमान द्वारा प्रदान किए गए बफर बनाने के लिए गर्मी पंप को चालू किया जा सकता है। इसके विपरीत, यदि बिजली का कम उत्पादन होता है, तो सीएचपी और ईंधन सेल जैसी लचीली पीढ़ी को चालू किया जा सकता है, जिससे थर्मल स्टोरेज क्षमता का उपयोग किया जा सकता है।

गर्मी और शक्ति दोनों के लिए, ऊर्जा संतुलन बराबर है

$ P_ {gen, फ्लेक्स} + P_ {gen, inflex} + P_ {ग्रिड} = P_ {विपक्ष, inflex} + P_ {विपक्ष, फ्लेक्स} + P_ {भंडारण} $ (15.1)

लचीले पीढ़ियों में गर्मी पंप, संयुक्त हीट एंड पावर (सीएचपी) इकाई, ईंधन सेल, बैटरी और स्मार्ट/लचीले उपकरण (जैसे एक्वापोनिक पंप) शामिल हैं। पवन, सौर फोटोवोल्टिक (पीवी) और सौर कलेक्टरों को अनम्य पीढ़ी के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। गैर-लचीले उपकरण बिजली की खपत का बड़ा हिस्सा बनाते हैं, खासकर सर्दियों में (तत्काल प्रकाश व्यवस्था की आवश्यकता के कारण) (चित्र 15.5)।

*अंजीर 15.5 ऊर्जा प्रवाह का उदाहरण (Sankey आरेख) डी Ceuvel (डी Graaf 2018) में एक संभावित एकीकृत माइक्रोग्रिड विन्यास के, बायोगैस के उत्पादन के लिए एक biodigester सहित। इस विशेष कॉन्फ़िगरेशन में संयुक्त हीट और पावर यूनिट शामिल नहीं है जो स्मार्टवुड अवधारणा के भीतर मौजूद है, न ही यह एक बड़ी एक्वापोनिक्स सुविधा को ध्यान में रखता है