Vyvíjené výpočtové nástroje a software
Naše sekce vytvořila celou řadu původních výpočtových a programových nástrojů. Nástroje integrují nejnovější poznatky výzkumu, využívají netradiční postupy, algoritmy, statistické nebo optimalizační přístupy (NERUDA, Justine). Většinou se jedná o otevřené nástroje, které lze dále upravovat a modifikovat.
Rychlé odkazy
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
