Rychlé odkazy

• NERUDA a Justine
• Další SW a programy
• Technicko-ekonomické modely
• Pre a Post-processing síťových úloh

NERUDA a Justine

Dva samostatné nástroje, které spolupracují! 

NERUDA – Simulace odpadových toků na regionální a mezinárodní ú­rovni

Komplexní síťový optimalizační model v prostředí GAMS, který rozvíjíme od roku 2011. Ve své základní myšlence NERUDA hledá optimální rozmístění zpracovatelských zařízení pro konkrétní odpad nebo skupinu odpadů (komunální odpad a jeho frakce, nebezpečné odpady, bioodpady). Jsou zohledněny dopravní náklady, změna ekonomiky s rostoucí kapacitou jednotlivých záměrů a environmentální dopad navržených konceptů. Existuje celá řada modifikací a způsobů použití s ohledem na konkrétní aplikaci a zákazníka (státní správa, investor, provozovatel existujícího zařízení).

Více informací (zde)

Justine  – Prognózování vstupů pro síťové úlohy

Justine představuje nástroj pro prognózování prostorově distribuovaných dat, který je implementován v GAMS. Najde uplatnění všude tam, kde je potřeba současně extrapolovat časové řady v mnoha bodech. Časové řady mohou být krátké, předpokládá se také neúplnost a různá kvalita dat. Typickým příkladem aplikace Justine je prognóza odpadů pro různé územní celky (územní je rozděleno na menší administrativní jednotky jako jsou kraje, mikroregiony, obce), kdy je cílem generovat vstupy pro nástroj NERUDA.Více informací (zde)

NERUDA Street – Optimalizace svozových tras

Původní optimalizační nástroj na bázi ARC (Arc Routing Problem) pro plánování nejvýhodnějších svozových tras odpadů. V prostředí C++ byl implementován genetický algoritmus. Nástroj lze vedle optimalizace současných svozových tras využít k hodnocení dopadu změn v systému sběru (další separovaně sbírané komodity, zahuštění sítě, apod.) na celkové náklady. Ekonomické vstupy jsou získávány z aplikace WTP. Nástroj komunikuje s platformou volně dostupných mapových podkladů OpenStreetMap.

W2E (Waste-to-Energy) – Bilancování procesů pro termické zpracování odpadů

SW pro výpočet hmotnostní a energetické bilance procesů v oblasti termického zpracování odpadů. Výpočtové schéma se generuje pomocí přehledného grafického editoru. Zahrnuje základní jednotkové operace jako spalování plynných a pevných látek, výpočet entalpie ideálních plynů, parní tabulky a modely vybraných tepelných zařízení a strojů (HRSG – kotel na odpadní teplo, parní turbína apod.)Více informací a on-line verze (zde)

ZEVO Plan – Plánování výroby elektřiny z odpadů

Počítačový model v prostředí MS Excel, který analyzuje chod spalovny a na základě naměřených dat zefektivňuje plánování výroby energie. Pomocí matematických modelů (grey-model a stochastická simulace) v kombinaci s provozními daty predikovat množství vyrobené elektrické a tepelné energie až na 40 hodin dopředu. Nástroj pomáhá energetikům naplánovat výrobu elektřiny tak, aby v maximální možné míře uspokojili poptávku po teple a současně vyrobili co nejvíce elektřiny. Software v ostrém provozu využívá spalovna ZEVO Malešice, Praha.

Pokročilé výpočty se neobejdou bez kvalitní datové základny a cenových funkcí. Proto jsme vytvořili také celou řadu technicko-ekonomických modelů, které dávají do vztahu technické a ekonomické parametry vybraných technologií a dopravních systémů.

Technicko-ekonomické modely

WTP (Waste transport prices) – Hodnocení dopravních nákladů

SW, který vypočítá cenu dopravy pro konkrétní dopravní systém, množství přepravovaných odpadů a trasu. Zahrnuje mnoho přepravních systémů (popelářský vůzy různé kapacity, návěs walking floor, kontejnerový systém) a jejich kombinací včetně nezbytné překládky (překládací stanice, manipulační stroje). Možnost provázání s mapovými podklady z OpenStreetMap.

W2E Flexi – Technicko-ekonomický model zařízení pro energetické využití odpadů

Nástroj v MS Excel, který kombinuje bilanční údaje a základní ekonomická data. Pro konkrétní kapacitu a technologické uspořádání EVO je vypočítána bilance hmoty a energie, proveden odhad investičních a provozních nákladů, vyčíslen cash flow a ekonomické ukazatele (vnitřní návratové procento). Nástroj zohledňuje potenciál dodávky tepla do sítě centrálního zásobování teplem nebo průmyslových závodů.

Třídicí linka

Model sloužící k analýze bilančních toků a hodnocení ekonomiky pro třídící linky na druhotnou surovinu jednoduchá zařízení pro mechanicko-biologickou úpravu zbytkových odpadů jako je SKO

Kompostárna

Model sloužící k vytvoření bilančních toků a ekonomických odhadů pro kompostárnu.

Pre a post-processing síťových úloh

V přípravě

Kontakt

V případě zájmu o využití nástrojů (studie, licence) a spoluprací při vývoji nástrojů kontaktujete:

Ing. Martin PAVLAS, Ph.D.
koordinátor sekce energetických systémů a simulačních výpočtů
Ústav procesního inženýrství, FSI VUT v Brně
budova A1, 9. patro, dveře 924
e-mail: martin.pavlas@vutbr.cz
tel.: +420 54114 2367

The post Vyvíjené výpočtové nástroje a software appeared first on Ústav procesního inženýrství.

Naše sekce se podílí na výuce následujících předmětů:

• Energie a emise (KEE-A)
• Zpracování a recyklace odpadů (KOD)

Oba předměty jsou vyučované v rámci magisterského navazujícího studijního programu M2I-P Strojní inženýrství, obor: M-PRI Procesní inženýrství. Sekce připravuje obsah jednotlivých přednášek a cvičení a zajišťuje výuku cvičení. Předmět je průběžně upravován s ohledem na aktuální vývoj v dané oblasti. Cvičení jsou inspirovány praktickými příklady, které tým v minulosti řešil.

Zajímavostí předmětu Energie emise je semestrální práce na téma energetické využití odpadů. Práce je řešena v týmech a netradiční je její zpracování v prostředí PBWorks, což je moderní „wiki-based“ nástroj určený pro správu a vedení projektů.

Zapojení studentů a aktuální závěrečné práce

Do řešení všech výše zmíněných projektů zapojujeme v rámci závěrečných prací studenty bakalářského oboru Základy strojního inženýrství a navazujícího magisterského oboru Procesní inženýrství. Velmi frekventovaná a ceněná je také spolupráce se studenty Matematického inženýrství a to jak v rámci bakalářských, tak magisterských závěrečných prací.

Přehled aktuálně vypsaných prací a tématických okruhů můžete nalézt zde: okruhy, zadání.

Za ideální postup, který respektuje princip zavedeného systému dvoustupňového studia, považujeme návaznost bakalářské a magisterské práce. Vzhledem k různorodé a komplexní činnosti lze obsah práce přizpůsobit individuálním schopnostem a zájmům studentům. Na druhou stranu se očekává obdobný přístup ze strany studentů, vlastní iniciativa a průběžné řešení již od okamžiku zadání práce.

Sekce pravidelně pořádá tzv. „seminář závěrečných prací“, kde studenti prezentují pokrok v řešení svých závěrečných prací. Vedle možnosti vyzkoušet si prezentaci a získat nezbytnou zpětnou vazbu studenti pochopí,jak jejich práce zapadá do kontextu aktivit řešeních v rámci sekce.

„V případě zájmu o uvedená témata či návrh zcela vlastních témat nás neváhejte kontaktovat nebo se zastavte osobně (viz kontakty).

The post Studium a závěrečné práce appeared first on Ústav procesního inženýrství.

Jako reference jsou uvedeny následující projekty řešené na smluvní úrovni z posledního období:

• „Posouzení potřebnosti rozšíření skládky na území hl. m. Prahy – bilance odpadových toků“, zadavatel: Magistrát hl. m. Prahy (2016)
• „Příprava podkladů pro oblast podpory odpadového hospodářství 2014–2020“, zadavatel: Ministerstvo životního prostředí ČR. Expertíza pro oblast energetického využití, klíčové výpočty optimalizace sítě zařízení, subdodávka pro EY (2015)
• Studie v oblasti návrhu systému zpracování zbytkových materiálově nevyužitelných odpadů (2× na krajské úrovni, 1× na mikroregionální úrovni)
• „Modelování dopadů podpory energetického využití odpadů na konečného spotřebitele za podmínek zákazu skládkování“, zadavatel: Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR v rámci projektu MPO-Efekt, subdodávka pro EVECO Brno (2013), odkaz
• komplexní studie (3 na sebe navazující etapy) v rámci přípravné fáze nového zařízení EVO pro významnou energetickou společnost působící v ČR (2012, 2013)
• „Optimální nastavení výše podpory výroby elektřiny z odpadu ve vztahu k ceně elektřiny pro spotřebitele“, zadavatel: Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR v rámci projektu MPO-Efekt, subdodávka pro EVECO Brno (2011)
• „Modelování výroby v provozu Termizo, a.s. – prověření možnosti vytvoření simulačního modelu“, objednatel: Termizo, a.s. Liberec (2010)
• „Modelování výroby el. energie parní kondenzační turbínou v provozu Termizo, a.s. – výpočtový nástroj“, objednatel: Termizo,a.s. Liberec, (2010)
• „Modelování a optimalizace provozu kogenerační výroby energie v ZEVO MalešiceI. etapa: Technicko – ekonomický model technologie“, objednatel: Pražské služby, a.s. (2010)
• „Dosažitelné výrobní ukazatele provozu EVO Most, Komořany“, objednatel: United Energy. a.s., studie (2010)
• „Posudek studie proveditelnosti s názvem „Výstavba spalovny pro energetické využití odpadu v Komořanech u Mostu“, objednatel: United Energy. a.s., studie (2010)
• V oblasti teplárenství se v roce 2009 podílela naše sekce řešení studie zaměřené na rozšíření palivové základny centrálního zdroje provozu Plzeňská teplárenská, a.s. (centrální zdroj města Plzeň o součtovém výkonu všech kotlů 500 MW). Součástí studie byla:
  • studie proveditelnosti centra přípravy alternativních paliv na bázi biomasy
  • technicko – ekonomický model spoluspalování alternativních paliv v existujících kotlích
  • analýza provozních dat.
• „Návrh energetického systému pro fakultní nemocnici a universitní kampus Bohunice“ (Brno, 2005)

The post Komerční služby appeared first on Ústav procesního inženýrství.

Těžiště práce v rámci sekce spadá do řešení následujících strategických projektů, kde se sekce zaměřuje na energetické (ale i materiálové) využití odpadů:

• „SPIL Laboratoř integrace procesů pro trvalou udržitelnost, podpora: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy České republiky, Evropský fond pro regionální rozvoj, CZ.02.1.01/0.0/0­.0/15_003/0000456, 2017–2022
• NETME CENTRE PLUS, podpora: Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy České republiky, Národní program udržitelnosti I, LO1202, 2014–2018
• Centrum kompetence pro energetické využití odpadů, podpora: Technologická agentura České republiky, program Centra kompetence, TE02000236, 2014–2018

O kvalitě řešení výše uvedených projektů a aplikovatelnosti získaných poznatků svědčí stále vzrůstající zájem subjektů z veřejné i průmyslové sféry (producenti opadů – municipality, kraje, provozovatelé existujících spaloven komunálních odpadů resp. investoři připravovaných projektů) o spolupráci s námi (viz níže „Spolupráce s průmyslem“). Za zmínku jistě stojí, že řešitelský kolektiv naší sekce se podílel na zpracování strategických studií v oblasti využití odpadů vyhlášených Ministerstvem životního prostředí ČR (MŽP) a Ministerstvem průmyslu a obchodu ČR (MPO) (viz níže).

Ukončené výzkumné projekty

Z úspěšně ukončených projektů, ve kterých sekce participovala, lze zmínit např.:

• Výzkumný záměr „MSM 0021630502 Eko­logicky a energeticky řízené soustavy zpracování odpadů a biomasy (doba řešení 2005–2011).
• Národní program výzkumu NPV II č. 2B08048 „WARMES -Odpady jako suroviny a zdroje energie“ (doba řešení 2008 – 2011).
• Projekt podpory výzkumu a vývoje „MPO FI—IM3/166 Prototyp jednotky o výkonu 1 až 3 MW pro energetické využití různých druhů biomasy a fytomasy (2006 – 2008)“ – cílem bylo vyvinout a realizovat prototyp ryze české moderní technologie, jejíž základ tvoří experimentální teplovodní kotelna středních výkonů s vysokou termickou účinností. Jednotka je úspěšně provozována ve výrobním areálu v Kojetíně a slouží k dalším výzkumným aktivitám souvisejícím se spalováním biomasových paliv.

The post Výzkumné projekty appeared first on Ústav procesního inženýrství.