erste Fassung der Berechnung.
This commit is contained in:
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@@ -0,0 +1,356 @@
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#!/usr/bin/env python3
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"""Auslegung einer Waermerueckgewinnung aus der Milchkuehlung.
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Eingangsgroesse: zu kuehlende Milchmenge pro Tag (Liter).
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Ausgabe: erforderliche Groesse von Waermepumpe, PV-Anlage, Latentspeicher
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(Natriumacetat) und Batterie.
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Alle Annahmen stehen in einer JSON-Datei (Standard: config.json), damit sich
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Varianten leicht nachrechnen lassen.
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Aufruf:
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python auslegung.py 1000
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python auslegung.py 1500 --config variante_winterautark.json
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python auslegung.py 1000 --json ergebnis.json
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"""
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from __future__ import annotations
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import argparse
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import json
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import math
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from pathlib import Path
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KJ_PER_KWH = 3600.0
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TAGE_PRO_JAHR = 365.0
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# Tage je Monat (Schluessel muessen zu pv.monatsertrag_kWh_pro_kWp passen)
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MONATSTAGE = {
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"Jan": 31, "Feb": 28, "Mae": 31, "Apr": 30, "Mai": 31, "Jun": 30,
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"Jul": 31, "Aug": 31, "Sep": 30, "Okt": 31, "Nov": 30, "Dez": 31,
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}
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def lade_config(pfad: Path) -> dict:
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with pfad.open(encoding="utf-8") as f:
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return json.load(f)
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def milch_kuehllast(milch_l_tag: float, cfg: dict) -> float:
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"""Taeglich der Milch zu entziehende Waerme in kWh/Tag."""
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m = cfg["milch"]
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masse = milch_l_tag * m["dichte_kg_pro_L"]
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dT = m["temp_ein_C"] - m["temp_aus_C"]
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q_kj = masse * m["spez_waerme_kJ_pro_kgK"] * dT
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return q_kj / KJ_PER_KWH
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def waermepumpe(q_milch_tag: float, cfg: dict) -> dict:
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"""Strombedarf und Leistungsdaten der Waermepumpe.
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Q_speicher = Q_milch + W_el (die Verdichterarbeit landet als Waerme im Speicher).
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"""
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hp = cfg["waermepumpe"]
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cop = hp["cop"]
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if cop <= 1.0:
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raise ValueError("COP muss > 1 sein.")
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w_el_tag = q_milch_tag / (cop - 1.0)
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q_speicher_tag = q_milch_tag + w_el_tag
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laufzeit = hp["laufzeit_h_pro_tag"]
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return {
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"strom_kWh_tag": w_el_tag,
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"speicher_kWh_tag": q_speicher_tag,
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"kaelteleistung_kW": q_milch_tag / laufzeit, # Verdampferseite
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"heizleistung_kW": q_speicher_tag / laufzeit, # Kondensatorseite
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"elektrische_leistung_kW": w_el_tag / laufzeit,
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}
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def pcm_energiedichte_kWh_pro_kg(cfg: dict) -> float:
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"""Nutzbare Energiedichte des PCM je nach Modus."""
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p = cfg["pcm"]
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e_kj = p["latentwaerme_kJ_pro_kg"]
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modus = p["modus"]
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if modus == "latent_only":
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pass
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elif modus == "latent_plus_hub":
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ueberhitzung = max(0.0, p["ladetemp_C"] - p["schmelzpunkt_C"])
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unterkuehlung = max(0.0, p["schmelzpunkt_C"] - p["entladetemp_C"])
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e_kj += p["cp_fluessig_kJ_pro_kgK"] * ueberhitzung
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e_kj += p["cp_fest_kJ_pro_kgK"] * unterkuehlung
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else:
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raise ValueError(f"Unbekannter pcm.modus: {modus!r}")
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return e_kj / KJ_PER_KWH
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def speicher(q_speicher_tag: float, cfg: dict, zyklus: float | None = None) -> dict:
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"""Groesse des Latentspeichers fuer einen Abholzyklus + LKW-Abgleich.
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zyklus: Abholzyklus in Tagen. None -> Wert aus der Config.
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"""
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a = cfg["abholung"]
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p = cfg["pcm"]
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if zyklus is None:
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zyklus = a["zyklus_tage"]
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e_kg = pcm_energiedichte_kWh_pro_kg(cfg)
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e_zyklus = q_speicher_tag * zyklus # kWh je Abholzyklus
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masse_kg = e_zyklus / e_kg
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volumen_m3 = masse_kg / (p["dichte_kg_pro_L"] * 1000.0)
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nutzlast = a["lkw_nutzlast_kg"]
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lkw_vol = a["lkw_volumen_m3"]
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# Welche Grenze bindet?
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if masse_kg > nutzlast or volumen_m3 > lkw_vol:
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bindend = "Gewicht" if masse_kg / nutzlast >= volumen_m3 / lkw_vol else "Volumen"
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passt = False
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else:
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bindend = "Gewicht" if masse_kg / nutzlast >= volumen_m3 / lkw_vol else "Volumen"
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passt = True
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# Wie oft muesste ein voller LKW (nach Gewicht) getauscht werden?
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masse_pro_tag = q_speicher_tag / e_kg
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voll_lkw_tage = nutzlast / masse_pro_tag if masse_pro_tag > 0 else float("inf")
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return {
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"energiedichte_kWh_pro_kg": e_kg,
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"energie_pro_zyklus_kWh": e_zyklus,
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"masse_kg": masse_kg,
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"volumen_m3": volumen_m3,
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"auslastung_gewicht": masse_kg / nutzlast,
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"auslastung_volumen": volumen_m3 / lkw_vol,
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"bindende_grenze": bindend,
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"passt_in_einen_lkw": passt,
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"voller_lkw_tausch_tage": voll_lkw_tage,
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}
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def pv_anlage(w_el_tag: float, cfg: dict) -> dict:
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"""PV-Groesse fuer Jahresbilanz des WP-Strombedarfs."""
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pv = cfg["pv"]
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jahresbedarf = w_el_tag * TAGE_PRO_JAHR
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kwp = jahresbedarf / pv["spez_ertrag_kWh_pro_kWp_jahr"]
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flaeche = kwp * pv["flaeche_m2_pro_kWp"]
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return {
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"jahresbedarf_kWh": jahresbedarf,
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"kWp": kwp,
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"flaeche_m2": flaeche,
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}
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def netzbezug(w_el_tag: float, kwp: float, cfg: dict) -> dict:
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"""Monatsbilanz -> jaehrlicher Netzbezug durch den Winter."""
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monats = cfg["pv"]["monatsertrag_kWh_pro_kWp"]
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bezug = 0.0
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ueberschuss = 0.0
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jahresbedarf = 0.0
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monatsdetail = {}
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for monat, tage in MONATSTAGE.items():
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bedarf = w_el_tag * tage
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erzeugung = monats[monat] * kwp
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jahresbedarf += bedarf
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defizit = max(0.0, bedarf - erzeugung)
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ueber = max(0.0, erzeugung - bedarf)
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bezug += defizit
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ueberschuss += ueber
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monatsdetail[monat] = {
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"bedarf_kWh": bedarf,
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"pv_kWh": erzeugung,
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"zukauf_kWh": defizit,
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}
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return {
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"netzbezug_kWh": bezug,
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"ueberschuss_kWh": ueberschuss,
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"jahresbedarf_kWh": jahresbedarf,
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"netzbezug_anteil": bezug / jahresbedarf if jahresbedarf else 0.0,
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"monate": monatsdetail,
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}
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def batterie(w_el_tag: float, cfg: dict) -> dict:
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"""Batteriegroesse zur Ueberbbrueckung des Tag-/Nacht-Versatzes."""
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b = cfg["batterie"]
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nacht_anteil = 1.0 - b["direkt_pv_stunden"] / 24.0
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nutzbar = w_el_tag * nacht_anteil * b["reserve_faktor"]
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nominal = nutzbar / b["nutzbar_anteil"]
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return {
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"nutzbar_kWh": nutzbar,
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"nominal_kWh": nominal,
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}
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def rechne(milch_l_tag: float, cfg: dict) -> dict:
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q_milch = milch_kuehllast(milch_l_tag, cfg)
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wp = waermepumpe(q_milch, cfg)
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sp = speicher(wp["speicher_kWh_tag"], cfg)
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pv = pv_anlage(wp["strom_kWh_tag"], cfg)
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netz = netzbezug(wp["strom_kWh_tag"], pv["kWp"], cfg)
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bat = batterie(wp["strom_kWh_tag"], cfg)
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return {
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"eingang": {"milch_l_tag": milch_l_tag},
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"milch_kuehllast_kWh_tag": q_milch,
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"waermepumpe": wp,
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"speicher": sp,
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"pv": pv,
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"netzbezug": netz,
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"batterie": bat,
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}
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def runde_auf(wert: float, schritt: float) -> float:
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"""Auf das naechste Vielfache von 'schritt' aufrunden (praktische Groessen)."""
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return math.ceil(wert / schritt) * schritt
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def vorschlag(e: dict, cfg: dict) -> dict:
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"""Empfohlene, auf praktische Groessen gerundete Auslegung.
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PV und Batterie sind unabhaengig vom Abholzyklus. Fuer den Speicher wird
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der groesste Wochen-Zyklus empfohlen, der noch in einen LKW passt
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(beste Transportauslastung, wenigste Fahrten).
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"""
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wp = e["waermepumpe"]
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pv = e["pv"]
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bat = e["batterie"]
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q_speicher_tag = wp["speicher_kWh_tag"]
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e_kg = pcm_energiedichte_kWh_pro_kg(cfg)
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masse_pro_tag = q_speicher_tag / e_kg
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nutzlast = cfg["abholung"]["lkw_nutzlast_kg"]
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voll_lkw_tage = nutzlast / masse_pro_tag if masse_pro_tag > 0 else float("inf")
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# Kandidaten im Wochenraster, die in einen LKW passen
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kandidaten = []
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z = 7
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while z <= voll_lkw_tage:
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kandidaten.append((z, speicher(q_speicher_tag, cfg, zyklus=z)))
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z += 7
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if kandidaten:
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empf_zyklus = kandidaten[-1][0]
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else:
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# LKW schon vor einer Woche voll -> haeufige Abholung noetig
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empf_zyklus = max(1, math.floor(voll_lkw_tage))
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empf_speicher = speicher(q_speicher_tag, cfg, zyklus=empf_zyklus)
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return {
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"pv_kWp": runde_auf(pv["kWp"], 0.5),
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"pv_flaeche_m2": runde_auf(pv["flaeche_m2"], 5),
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"batterie_kWh": runde_auf(bat["nominal_kWh"], 5),
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"voll_lkw_tage": voll_lkw_tage,
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"empf_zyklus_tage": empf_zyklus,
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"empf_speicher": empf_speicher,
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"kandidaten": kandidaten,
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}
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def vorschlag_report(e: dict, cfg: dict) -> str:
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v = vorschlag(e, cfg)
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sp = v["empf_speicher"]
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L = []
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L.append("=" * 62)
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L.append(f" EMPFOHLENE AUSLEGUNG ({e['eingang']['milch_l_tag']:.0f} L Milch/Tag)")
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L.append("=" * 62)
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L.append(f"PV-Anlage ............ ~{v['pv_kWp']:.1f} kWp (~{v['pv_flaeche_m2']:.0f} m2 Dachflaeche)")
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L.append(f"Stromspeicher ........ ~{v['batterie_kWh']:.0f} kWh (Nennkapazitaet, LFP)")
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L.append(f"Waermespeicher ....... ~{sp['masse_kg']/1000:.1f} t (~{sp['volumen_m3']:.1f} m3 {cfg['pcm']['name']})")
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L.append(f"Abholzyklus .......... alle {v['empf_zyklus_tage']:.0f} Tage")
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L.append("")
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L.append(f" -> LKW dann zu {sp['auslastung_gewicht']*100:.0f} % ausgelastet "
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f"({sp['energie_pro_zyklus_kWh']:.0f} kWh je Fuhre)")
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L.append(f" -> ein voller LKW waere nach {v['voll_lkw_tage']:.0f} Tagen erreicht")
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L.append("")
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L.append("Abholoptionen (Latentspeicher je Zyklus):")
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L.append(f" {'Zyklus':>8} | {'Masse':>8} | {'Volumen':>8} | {'LKW-Ausl.':>9}")
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L.append(f" {'-'*8}-+-{'-'*8}-+-{'-'*8}-+-{'-'*9}")
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for z, s in v["kandidaten"]:
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marker = " <== empfohlen" if z == v["empf_zyklus_tage"] else ""
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L.append(f" {z:>5.0f} Tg | {s['masse_kg']/1000:>6.1f} t | "
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f"{s['volumen_m3']:>6.1f} m3 | {s['auslastung_gewicht']*100:>7.0f} %{marker}")
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if not v["kandidaten"]:
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L.append(" (LKW bereits vor einer Woche voll - haeufigere Abholung noetig)")
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L.append("=" * 62)
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return "\n".join(L)
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def report(e: dict, cfg: dict) -> str:
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q = e["milch_kuehllast_kWh_tag"]
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wp = e["waermepumpe"]
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sp = e["speicher"]
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pv = e["pv"]
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netz = e["netzbezug"]
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bat = e["batterie"]
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z = cfg["abholung"]["zyklus_tage"]
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L = []
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L.append("=" * 62)
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L.append(f" AUSLEGUNG WAERMERUECKGEWINNUNG MILCHKUEHLUNG")
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L.append(f" Eingang: {e['eingang']['milch_l_tag']:.0f} L Milch/Tag"
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f" ({cfg['milch']['temp_ein_C']:.0f} -> {cfg['milch']['temp_aus_C']:.0f} C)")
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L.append("=" * 62)
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L.append(f"Kuehllast der Milch ........... {q:8.1f} kWh/Tag")
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L.append("")
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L.append("WAERMEPUMPE (COP {:.2f}, Laufzeit {:.0f} h/Tag)".format(
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cfg["waermepumpe"]["cop"], cfg["waermepumpe"]["laufzeit_h_pro_tag"]))
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L.append(f" Kaelteleistung (Verdampfer) . {wp['kaelteleistung_kW']:8.1f} kW")
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L.append(f" Heizleistung (Kondensator) .. {wp['heizleistung_kW']:8.1f} kW")
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|
L.append(f" el. Leistung ................ {wp['elektrische_leistung_kW']:8.1f} kW")
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L.append(f" Strombedarf ................. {wp['strom_kWh_tag']:8.1f} kWh/Tag")
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L.append(f" Waerme in den Speicher ...... {wp['speicher_kWh_tag']:8.1f} kWh/Tag")
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L.append("")
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L.append("PV-ANLAGE (Jahresbilanz)")
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L.append(f" Jahresstrombedarf WP ........ {pv['jahresbedarf_kWh']:8.0f} kWh/a")
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||||||
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L.append(f" Leistung .................... {pv['kWp']:8.1f} kWp")
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L.append(f" Dachflaeche ................. {pv['flaeche_m2']:8.0f} m2")
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|
L.append("")
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L.append(f"NETZBEZUG (durch Wintermonate, Monatsbilanz)")
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L.append(f" Netzbezug ................... {netz['netzbezug_kWh']:8.0f} kWh/a"
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f" = {netz['netzbezug_anteil']*100:.0f} %")
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L.append(f" Sommerueberschuss ........... {netz['ueberschuss_kWh']:8.0f} kWh/a")
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|
L.append("")
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||||||
|
L.append("BATTERIE (Tag-/Nacht-Ueberbbrueckung)")
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L.append(f" nutzbare Kapazitaet ......... {bat['nutzbar_kWh']:8.1f} kWh")
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||||||
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L.append(f" Nennkapazitaet .............. {bat['nominal_kWh']:8.1f} kWh")
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||||||
|
L.append("")
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||||||
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L.append(f"LATENTSPEICHER ({cfg['pcm']['name']}, Modus: {cfg['pcm']['modus']})")
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L.append(f" Energiedichte ............... {sp['energiedichte_kWh_pro_kg']*1000:8.1f} Wh/kg")
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||||||
|
L.append(f" Energie je Zyklus ({z:>2} Tage) . {sp['energie_pro_zyklus_kWh']:8.0f} kWh")
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||||||
|
L.append(f" Masse ....................... {sp['masse_kg']:8.0f} kg")
|
||||||
|
L.append(f" Volumen ..................... {sp['volumen_m3']:8.1f} m3")
|
||||||
|
L.append(f" LKW-Auslastung Gewicht ...... {sp['auslastung_gewicht']*100:8.0f} %")
|
||||||
|
L.append(f" LKW-Auslastung Volumen ...... {sp['auslastung_volumen']*100:8.0f} %")
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||||||
|
L.append(f" bindende Grenze ............. {sp['bindende_grenze']:>8}")
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||||||
|
passt = "ja" if sp["passt_in_einen_lkw"] else "NEIN -> mehrere Behaelter noetig"
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L.append(f" passt in einen LKW .......... {passt:>8}")
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|
L.append(f" voller LKW voll nach ........ {sp['voller_lkw_tausch_tage']:8.1f} Tagen")
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L.append("=" * 62)
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return "\n".join(L)
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||||||
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def main() -> None:
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ap = argparse.ArgumentParser(description=__doc__,
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formatter_class=argparse.RawDescriptionHelpFormatter)
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||||||
|
ap.add_argument("milch_l_tag", type=float, help="Milchmenge pro Tag in Litern")
|
||||||
|
ap.add_argument("--config", type=Path, default=Path(__file__).with_name("config.json"),
|
||||||
|
help="Pfad zur JSON-Konfiguration (Standard: config.json)")
|
||||||
|
ap.add_argument("--json", type=Path, default=None,
|
||||||
|
help="Ergebnis zusaetzlich als JSON in diese Datei schreiben")
|
||||||
|
ap.add_argument("--suggest-size", action="store_true",
|
||||||
|
help="Kompakte Empfehlung (gerundete Groessen + Abholzyklus) statt Detailreport")
|
||||||
|
args = ap.parse_args()
|
||||||
|
|
||||||
|
cfg = lade_config(args.config)
|
||||||
|
ergebnis = rechne(args.milch_l_tag, cfg)
|
||||||
|
|
||||||
|
if args.suggest_size:
|
||||||
|
print(vorschlag_report(ergebnis, cfg))
|
||||||
|
ergebnis["vorschlag"] = vorschlag(ergebnis, cfg)
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
print(report(ergebnis, cfg))
|
||||||
|
|
||||||
|
if args.json:
|
||||||
|
with args.json.open("w", encoding="utf-8") as f:
|
||||||
|
json.dump(ergebnis, f, ensure_ascii=False, indent=2)
|
||||||
|
print(f"\nErgebnis geschrieben: {args.json}")
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
if __name__ == "__main__":
|
||||||
|
main()
|
||||||
@@ -0,0 +1,9 @@
|
|||||||
|
@echo off
|
||||||
|
REM Aufruf: auslegung.bat <milch_l_tag> [weitere Optionen]
|
||||||
|
IF NOT DEFINED MILCH_HOME (
|
||||||
|
SET MILCH_HOME=%~dp0..
|
||||||
|
IF "%MILCH_HOME:~-1%"=="\" SET MILCH_HOME=%MILCH_HOME:~0,-1%
|
||||||
|
)
|
||||||
|
IF NOT DEFINED MILCH_LIB SET MILCH_LIB=%MILCH_HOME%\lib
|
||||||
|
IF NOT DEFINED MILCH_CFG SET MILCH_CFG=%MILCH_HOME%\cfg
|
||||||
|
python "%MILCH_LIB%\auslegung.py" --config "%MILCH_CFG%\config.json" %*
|
||||||
Executable
+7
@@ -0,0 +1,7 @@
|
|||||||
|
#!/usr/bin/env bash
|
||||||
|
# Aufruf: auslegung.sh <milch_l_tag> [weitere Optionen]
|
||||||
|
SCRIPT_DIR="$(cd "$(dirname "${BASH_SOURCE[0]}")" && pwd)"
|
||||||
|
MILCH_HOME="${MILCH_HOME:-$(dirname "$SCRIPT_DIR")}"
|
||||||
|
MILCH_LIB="${MILCH_LIB:-$MILCH_HOME/lib}"
|
||||||
|
MILCH_CFG="${MILCH_CFG:-$MILCH_HOME/cfg}"
|
||||||
|
exec python3 "$MILCH_LIB/auslegung.py" --config "$MILCH_CFG/config.json" "$@"
|
||||||
@@ -0,0 +1,7 @@
|
|||||||
|
@echo off
|
||||||
|
REM Projektpfade setzen – Datei per "call setenv.bat" einbinden
|
||||||
|
SET MILCH_HOME=%~dp0..
|
||||||
|
IF "%MILCH_HOME:~-1%"=="\" SET MILCH_HOME=%MILCH_HOME:~0,-1%
|
||||||
|
SET MILCH_BIN=%MILCH_HOME%\bin
|
||||||
|
SET MILCH_LIB=%MILCH_HOME%\lib
|
||||||
|
SET MILCH_CFG=%MILCH_HOME%\cfg
|
||||||
Executable
+6
@@ -0,0 +1,6 @@
|
|||||||
|
#!/usr/bin/env bash
|
||||||
|
# Projektpfade setzen – Datei muss *gesourced* werden: source setenv.sh
|
||||||
|
export MILCH_HOME="$(cd "$(dirname "${BASH_SOURCE[0]}")/.." && pwd)"
|
||||||
|
export MILCH_BIN="$MILCH_HOME/bin"
|
||||||
|
export MILCH_LIB="$MILCH_HOME/lib"
|
||||||
|
export MILCH_CFG="$MILCH_HOME/cfg"
|
||||||
@@ -0,0 +1,63 @@
|
|||||||
|
{
|
||||||
|
"_beschreibung": "Annahmen fuer die Auslegung der Waermerueckgewinnung aus der Milchkuehlung. Eine Variante laesst sich nachrechnen, indem man diese Datei kopiert und Werte aendert.",
|
||||||
|
|
||||||
|
"milch": {
|
||||||
|
"temp_ein_C": 37.0,
|
||||||
|
"temp_aus_C": 4.0,
|
||||||
|
"dichte_kg_pro_L": 1.0,
|
||||||
|
"spez_waerme_kJ_pro_kgK": 4.186,
|
||||||
|
"_kommentar": "Milch wird als Wasser gerechnet. Eutertemperatur -> Lagertemperatur."
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
"waermepumpe": {
|
||||||
|
"cop": 2.6,
|
||||||
|
"laufzeit_h_pro_tag": 18.0,
|
||||||
|
"_kommentar": "COP fuer den Hub von ~0 C (Verdampfer) auf >58 C (Kondensator). Laufzeit bestimmt die Leistungsauslegung (kW)."
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
"pcm": {
|
||||||
|
"name": "Natriumacetat-Trihydrat",
|
||||||
|
"schmelzpunkt_C": 58.0,
|
||||||
|
"latentwaerme_kJ_pro_kg": 264.0,
|
||||||
|
"dichte_kg_pro_L": 1.3,
|
||||||
|
"cp_fluessig_kJ_pro_kgK": 2.9,
|
||||||
|
"cp_fest_kJ_pro_kgK": 1.9,
|
||||||
|
"modus": "latent_plus_hub",
|
||||||
|
"ladetemp_C": 80.0,
|
||||||
|
"entladetemp_C": 58.0,
|
||||||
|
"_kommentar": "modus = 'latent_only' (nur Phasenwechsel) oder 'latent_plus_hub' (zusaetzlich fuehlbare Waerme durch Ueberhitzung der Schmelze auf ladetemp_C und optionale Unterkuehlung des Feststoffs bis entladetemp_C)."
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
"abholung": {
|
||||||
|
"zyklus_tage": 14,
|
||||||
|
"lkw_nutzlast_kg": 24000,
|
||||||
|
"lkw_volumen_m3": 90,
|
||||||
|
"_kommentar": "zyklus_tage = wie oft der Speicher geleert/abgeholt wird. LKW-Grenzen = Standard-Sattelauflieger."
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
"pv": {
|
||||||
|
"spez_ertrag_kWh_pro_kWp_jahr": 1000,
|
||||||
|
"flaeche_m2_pro_kWp": 5.0,
|
||||||
|
"monatsertrag_kWh_pro_kWp": {
|
||||||
|
"Jan": 30, "Feb": 45, "Mae": 85, "Apr": 115, "Mai": 130, "Jun": 130,
|
||||||
|
"Jul": 135, "Aug": 120, "Sep": 95, "Okt": 60, "Nov": 32, "Dez": 25
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"_kommentar": "Werte fuer optimal geneigte Suedflaeche, Standort Suedbayern. Summe der Monate ~ spez_ertrag."
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
"batterie": {
|
||||||
|
"direkt_pv_stunden": 9.0,
|
||||||
|
"nutzbar_anteil": 0.9,
|
||||||
|
"reserve_faktor": 1.2,
|
||||||
|
"_kommentar": "direkt_pv_stunden = Stunden/Tag, in denen die WP direkt aus PV laeuft. Rest wird ueber die Batterie ueberbrueckt. reserve_faktor = Sicherheitszuschlag, nutzbar_anteil = Entladetiefe (LFP ~0.9)."
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
"haushalt": {
|
||||||
|
"erwachsene": 2,
|
||||||
|
"kinder": 2,
|
||||||
|
"ww_erwachsener_kWh_tag": 1.8,
|
||||||
|
"ww_kind_kWh_tag": 1.0,
|
||||||
|
"heizbedarf_winter_kWh_tag": 60.0,
|
||||||
|
"_kommentar": "Warmwasser je Person/Tag. heizbedarf_winter = max. taeglicher Raumheizbedarf eines Haushalts im tiefsten Winter, stark gebaeudeabhaengig (Neubau/saniert ~40, Altbau ~100). Auf 0 setzen, wenn nur Warmwasser betrachtet werden soll."
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
+54
@@ -0,0 +1,54 @@
|
|||||||
|
{
|
||||||
|
"_beschreibung": "Annahmen fuer die Auslegung der Waermerueckgewinnung aus der Milchkuehlung. Eine Variante laesst sich nachrechnen, indem man diese Datei kopiert und Werte aendert.",
|
||||||
|
|
||||||
|
"milch": {
|
||||||
|
"temp_ein_C": 37.0,
|
||||||
|
"temp_aus_C": 4.0,
|
||||||
|
"dichte_kg_pro_L": 1.0,
|
||||||
|
"spez_waerme_kJ_pro_kgK": 4.186,
|
||||||
|
"_kommentar": "Milch wird als Wasser gerechnet. Eutertemperatur -> Lagertemperatur."
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
"waermepumpe": {
|
||||||
|
"cop": 2.6,
|
||||||
|
"laufzeit_h_pro_tag": 18.0,
|
||||||
|
"_kommentar": "COP fuer den Hub von ~0 C (Verdampfer) auf >58 C (Kondensator). Laufzeit bestimmt die Leistungsauslegung (kW)."
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
"pcm": {
|
||||||
|
"name": "Natriumacetat-Trihydrat",
|
||||||
|
"schmelzpunkt_C": 58.0,
|
||||||
|
"latentwaerme_kJ_pro_kg": 264.0,
|
||||||
|
"dichte_kg_pro_L": 1.3,
|
||||||
|
"cp_fluessig_kJ_pro_kgK": 2.9,
|
||||||
|
"cp_fest_kJ_pro_kgK": 1.9,
|
||||||
|
"modus": "latent_plus_hub",
|
||||||
|
"ladetemp_C": 80.0,
|
||||||
|
"entladetemp_C": 58.0,
|
||||||
|
"_kommentar": "modus = 'latent_only' (nur Phasenwechsel) oder 'latent_plus_hub' (zusaetzlich fuehlbare Waerme durch Ueberhitzung der Schmelze auf ladetemp_C und optionale Unterkuehlung des Feststoffs bis entladetemp_C)."
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
"abholung": {
|
||||||
|
"zyklus_tage": 14,
|
||||||
|
"lkw_nutzlast_kg": 24000,
|
||||||
|
"lkw_volumen_m3": 90,
|
||||||
|
"_kommentar": "zyklus_tage = wie oft der Speicher geleert/abgeholt wird. LKW-Grenzen = Standard-Sattelauflieger."
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
"pv": {
|
||||||
|
"spez_ertrag_kWh_pro_kWp_jahr": 1000,
|
||||||
|
"flaeche_m2_pro_kWp": 5.0,
|
||||||
|
"monatsertrag_kWh_pro_kWp": {
|
||||||
|
"Jan": 30, "Feb": 45, "Mae": 85, "Apr": 115, "Mai": 130, "Jun": 130,
|
||||||
|
"Jul": 135, "Aug": 120, "Sep": 95, "Okt": 60, "Nov": 32, "Dez": 25
|
||||||
|
},
|
||||||
|
"_kommentar": "Werte fuer optimal geneigte Suedflaeche, Standort Suedbayern. Summe der Monate ~ spez_ertrag."
|
||||||
|
},
|
||||||
|
|
||||||
|
"batterie": {
|
||||||
|
"direkt_pv_stunden": 9.0,
|
||||||
|
"nutzbar_anteil": 0.9,
|
||||||
|
"reserve_faktor": 1.2,
|
||||||
|
"_kommentar": "direkt_pv_stunden = Stunden/Tag, in denen die WP direkt aus PV laeuft. Rest wird ueber die Batterie ueberbrueckt. reserve_faktor = Sicherheitszuschlag, nutzbar_anteil = Entladetiefe (LFP ~0.9)."
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
@@ -0,0 +1,394 @@
|
|||||||
|
#!/usr/bin/env python3
|
||||||
|
"""Auslegung einer Waermerueckgewinnung aus der Milchkuehlung.
|
||||||
|
|
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|
Eingangsgroesse: zu kuehlende Milchmenge pro Tag (Liter).
|
||||||
|
Ausgabe: erforderliche Groesse von Waermepumpe, PV-Anlage, Latentspeicher
|
||||||
|
(Natriumacetat) und Batterie.
|
||||||
|
|
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|
Alle Annahmen stehen in einer JSON-Datei (Standard: config.json), damit sich
|
||||||
|
Varianten leicht nachrechnen lassen.
|
||||||
|
|
||||||
|
Aufruf:
|
||||||
|
python auslegung.py 1000
|
||||||
|
python auslegung.py 1500 --config variante_winterautark.json
|
||||||
|
python auslegung.py 1000 --json ergebnis.json
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
from __future__ import annotations
|
||||||
|
|
||||||
|
import argparse
|
||||||
|
import json
|
||||||
|
import math
|
||||||
|
from pathlib import Path
|
||||||
|
|
||||||
|
KJ_PER_KWH = 3600.0
|
||||||
|
TAGE_PRO_JAHR = 365.0
|
||||||
|
|
||||||
|
# Tage je Monat (Schluessel muessen zu pv.monatsertrag_kWh_pro_kWp passen)
|
||||||
|
MONATSTAGE = {
|
||||||
|
"Jan": 31, "Feb": 28, "Mae": 31, "Apr": 30, "Mai": 31, "Jun": 30,
|
||||||
|
"Jul": 31, "Aug": 31, "Sep": 30, "Okt": 31, "Nov": 30, "Dez": 31,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def lade_config(pfad: Path) -> dict:
|
||||||
|
with pfad.open(encoding="utf-8") as f:
|
||||||
|
return json.load(f)
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def milch_kuehllast(milch_l_tag: float, cfg: dict) -> float:
|
||||||
|
"""Taeglich der Milch zu entziehende Waerme in kWh/Tag."""
|
||||||
|
m = cfg["milch"]
|
||||||
|
masse = milch_l_tag * m["dichte_kg_pro_L"]
|
||||||
|
dT = m["temp_ein_C"] - m["temp_aus_C"]
|
||||||
|
q_kj = masse * m["spez_waerme_kJ_pro_kgK"] * dT
|
||||||
|
return q_kj / KJ_PER_KWH
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def waermepumpe(q_milch_tag: float, cfg: dict) -> dict:
|
||||||
|
"""Strombedarf und Leistungsdaten der Waermepumpe.
|
||||||
|
|
||||||
|
Q_speicher = Q_milch + W_el (die Verdichterarbeit landet als Waerme im Speicher).
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
hp = cfg["waermepumpe"]
|
||||||
|
cop = hp["cop"]
|
||||||
|
if cop <= 1.0:
|
||||||
|
raise ValueError("COP muss > 1 sein.")
|
||||||
|
w_el_tag = q_milch_tag / (cop - 1.0)
|
||||||
|
q_speicher_tag = q_milch_tag + w_el_tag
|
||||||
|
laufzeit = hp["laufzeit_h_pro_tag"]
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
"strom_kWh_tag": w_el_tag,
|
||||||
|
"speicher_kWh_tag": q_speicher_tag,
|
||||||
|
"kaelteleistung_kW": q_milch_tag / laufzeit, # Verdampferseite
|
||||||
|
"heizleistung_kW": q_speicher_tag / laufzeit, # Kondensatorseite
|
||||||
|
"elektrische_leistung_kW": w_el_tag / laufzeit,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def pcm_energiedichte_kWh_pro_kg(cfg: dict) -> float:
|
||||||
|
"""Nutzbare Energiedichte des PCM je nach Modus."""
|
||||||
|
p = cfg["pcm"]
|
||||||
|
e_kj = p["latentwaerme_kJ_pro_kg"]
|
||||||
|
modus = p["modus"]
|
||||||
|
if modus == "latent_only":
|
||||||
|
pass
|
||||||
|
elif modus == "latent_plus_hub":
|
||||||
|
ueberhitzung = max(0.0, p["ladetemp_C"] - p["schmelzpunkt_C"])
|
||||||
|
unterkuehlung = max(0.0, p["schmelzpunkt_C"] - p["entladetemp_C"])
|
||||||
|
e_kj += p["cp_fluessig_kJ_pro_kgK"] * ueberhitzung
|
||||||
|
e_kj += p["cp_fest_kJ_pro_kgK"] * unterkuehlung
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
raise ValueError(f"Unbekannter pcm.modus: {modus!r}")
|
||||||
|
return e_kj / KJ_PER_KWH
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def speicher(q_speicher_tag: float, cfg: dict, zyklus: float | None = None) -> dict:
|
||||||
|
"""Groesse des Latentspeichers fuer einen Abholzyklus + LKW-Abgleich.
|
||||||
|
|
||||||
|
zyklus: Abholzyklus in Tagen. None -> Wert aus der Config.
|
||||||
|
"""
|
||||||
|
a = cfg["abholung"]
|
||||||
|
p = cfg["pcm"]
|
||||||
|
if zyklus is None:
|
||||||
|
zyklus = a["zyklus_tage"]
|
||||||
|
e_kg = pcm_energiedichte_kWh_pro_kg(cfg)
|
||||||
|
|
||||||
|
e_zyklus = q_speicher_tag * zyklus # kWh je Abholzyklus
|
||||||
|
masse_kg = e_zyklus / e_kg
|
||||||
|
volumen_m3 = masse_kg / (p["dichte_kg_pro_L"] * 1000.0)
|
||||||
|
|
||||||
|
nutzlast = a["lkw_nutzlast_kg"]
|
||||||
|
lkw_vol = a["lkw_volumen_m3"]
|
||||||
|
# Welche Grenze bindet?
|
||||||
|
if masse_kg > nutzlast or volumen_m3 > lkw_vol:
|
||||||
|
bindend = "Gewicht" if masse_kg / nutzlast >= volumen_m3 / lkw_vol else "Volumen"
|
||||||
|
passt = False
|
||||||
|
else:
|
||||||
|
bindend = "Gewicht" if masse_kg / nutzlast >= volumen_m3 / lkw_vol else "Volumen"
|
||||||
|
passt = True
|
||||||
|
|
||||||
|
# Wie oft muesste ein voller LKW (nach Gewicht) getauscht werden?
|
||||||
|
masse_pro_tag = q_speicher_tag / e_kg
|
||||||
|
voll_lkw_tage = nutzlast / masse_pro_tag if masse_pro_tag > 0 else float("inf")
|
||||||
|
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
"energiedichte_kWh_pro_kg": e_kg,
|
||||||
|
"energie_pro_zyklus_kWh": e_zyklus,
|
||||||
|
"masse_kg": masse_kg,
|
||||||
|
"volumen_m3": volumen_m3,
|
||||||
|
"auslastung_gewicht": masse_kg / nutzlast,
|
||||||
|
"auslastung_volumen": volumen_m3 / lkw_vol,
|
||||||
|
"bindende_grenze": bindend,
|
||||||
|
"passt_in_einen_lkw": passt,
|
||||||
|
"voller_lkw_tausch_tage": voll_lkw_tage,
|
||||||
|
"voller_lkw_energie_kWh": nutzlast * e_kg,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def pv_anlage(w_el_tag: float, cfg: dict) -> dict:
|
||||||
|
"""PV-Groesse fuer Jahresbilanz des WP-Strombedarfs."""
|
||||||
|
pv = cfg["pv"]
|
||||||
|
jahresbedarf = w_el_tag * TAGE_PRO_JAHR
|
||||||
|
kwp = jahresbedarf / pv["spez_ertrag_kWh_pro_kWp_jahr"]
|
||||||
|
flaeche = kwp * pv["flaeche_m2_pro_kWp"]
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
"jahresbedarf_kWh": jahresbedarf,
|
||||||
|
"kWp": kwp,
|
||||||
|
"flaeche_m2": flaeche,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
def netzbezug(w_el_tag: float, kwp: float, cfg: dict) -> dict:
|
||||||
|
"""Monatsbilanz -> jaehrlicher Netzbezug durch den Winter."""
|
||||||
|
monats = cfg["pv"]["monatsertrag_kWh_pro_kWp"]
|
||||||
|
bezug = 0.0
|
||||||
|
ueberschuss = 0.0
|
||||||
|
jahresbedarf = 0.0
|
||||||
|
monatsdetail = {}
|
||||||
|
for monat, tage in MONATSTAGE.items():
|
||||||
|
bedarf = w_el_tag * tage
|
||||||
|
erzeugung = monats[monat] * kwp
|
||||||
|
jahresbedarf += bedarf
|
||||||
|
defizit = max(0.0, bedarf - erzeugung)
|
||||||
|
ueber = max(0.0, erzeugung - bedarf)
|
||||||
|
bezug += defizit
|
||||||
|
ueberschuss += ueber
|
||||||
|
monatsdetail[monat] = {
|
||||||
|
"bedarf_kWh": bedarf,
|
||||||
|
"pv_kWh": erzeugung,
|
||||||
|
"zukauf_kWh": defizit,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
"netzbezug_kWh": bezug,
|
||||||
|
"ueberschuss_kWh": ueberschuss,
|
||||||
|
"jahresbedarf_kWh": jahresbedarf,
|
||||||
|
"netzbezug_anteil": bezug / jahresbedarf if jahresbedarf else 0.0,
|
||||||
|
"monate": monatsdetail,
|
||||||
|
}
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||||||
|
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||||||
|
|
||||||
|
def batterie(w_el_tag: float, cfg: dict) -> dict:
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||||||
|
"""Batteriegroesse zur Ueberbbrueckung des Tag-/Nacht-Versatzes."""
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||||||
|
b = cfg["batterie"]
|
||||||
|
nacht_anteil = 1.0 - b["direkt_pv_stunden"] / 24.0
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||||||
|
nutzbar = w_el_tag * nacht_anteil * b["reserve_faktor"]
|
||||||
|
nominal = nutzbar / b["nutzbar_anteil"]
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||||||
|
return {
|
||||||
|
"nutzbar_kWh": nutzbar,
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||||||
|
"nominal_kWh": nominal,
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||||||
|
}
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||||||
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|
||||||
|
def haushalte(q_speicher_tag: float, cfg: dict) -> dict:
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|
"""Versorgbare Haushalte aus der taeglich erzeugten Speicherwaerme.
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||||||
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Warmwasser ganzjaehrig (konstanter Bedarf) sowie der Winterfall
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(Raumheizung + Warmwasser), der weit mehr Waerme braucht.
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"""
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h = cfg["haushalt"]
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|
ww = h["erwachsene"] * h["ww_erwachsener_kWh_tag"] + h["kinder"] * h["ww_kind_kWh_tag"]
|
||||||
|
heiz = h["heizbedarf_winter_kWh_tag"]
|
||||||
|
winter = ww + heiz
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||||||
|
return {
|
||||||
|
"ww_pro_haushalt_kWh_tag": ww,
|
||||||
|
"heizbedarf_winter_kWh_tag": heiz,
|
||||||
|
"winter_pro_haushalt_kWh_tag": winter,
|
||||||
|
"haushalte_warmwasser": q_speicher_tag / ww if ww > 0 else 0.0,
|
||||||
|
"haushalte_winter": q_speicher_tag / winter if winter > 0 else 0.0,
|
||||||
|
}
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||||||
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||||||
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||||||
|
def rechne(milch_l_tag: float, cfg: dict) -> dict:
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q_milch = milch_kuehllast(milch_l_tag, cfg)
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||||||
|
wp = waermepumpe(q_milch, cfg)
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||||||
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sp = speicher(wp["speicher_kWh_tag"], cfg)
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||||||
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pv = pv_anlage(wp["strom_kWh_tag"], cfg)
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||||||
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netz = netzbezug(wp["strom_kWh_tag"], pv["kWp"], cfg)
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||||||
|
bat = batterie(wp["strom_kWh_tag"], cfg)
|
||||||
|
hh = haushalte(wp["speicher_kWh_tag"], cfg)
|
||||||
|
return {
|
||||||
|
"eingang": {"milch_l_tag": milch_l_tag},
|
||||||
|
"milch_kuehllast_kWh_tag": q_milch,
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||||||
|
"waermepumpe": wp,
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||||||
|
"speicher": sp,
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||||||
|
"pv": pv,
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||||||
|
"netzbezug": netz,
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"batterie": bat,
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||||||
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"haushalte": hh,
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||||||
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}
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||||||
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||||||
|
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|
def runde_auf(wert: float, schritt: float) -> float:
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|
"""Auf das naechste Vielfache von 'schritt' aufrunden (praktische Groessen)."""
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|
return math.ceil(wert / schritt) * schritt
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|
def vorschlag(e: dict, cfg: dict) -> dict:
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|
"""Empfohlene, auf praktische Groessen gerundete Auslegung.
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|
PV und Batterie sind unabhaengig vom Abholzyklus. Fuer den Speicher wird
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der groesste Wochen-Zyklus empfohlen, der noch in einen LKW passt
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(beste Transportauslastung, wenigste Fahrten).
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"""
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wp = e["waermepumpe"]
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pv = e["pv"]
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bat = e["batterie"]
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q_speicher_tag = wp["speicher_kWh_tag"]
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e_kg = pcm_energiedichte_kWh_pro_kg(cfg)
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|
masse_pro_tag = q_speicher_tag / e_kg
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|
nutzlast = cfg["abholung"]["lkw_nutzlast_kg"]
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|
voll_lkw_tage = nutzlast / masse_pro_tag if masse_pro_tag > 0 else float("inf")
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|
# Kandidaten im Wochenraster, die in einen LKW passen
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kandidaten = []
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z = 7
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while z <= voll_lkw_tage:
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kandidaten.append((z, speicher(q_speicher_tag, cfg, zyklus=z)))
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z += 7
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if kandidaten:
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empf_zyklus = kandidaten[-1][0]
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|
else:
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# LKW schon vor einer Woche voll -> haeufige Abholung noetig
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|
empf_zyklus = max(1, math.floor(voll_lkw_tage))
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||||||
|
empf_speicher = speicher(q_speicher_tag, cfg, zyklus=empf_zyklus)
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||||||
|
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||||||
|
return {
|
||||||
|
"pv_kWp": runde_auf(pv["kWp"], 0.5),
|
||||||
|
"pv_flaeche_m2": runde_auf(pv["flaeche_m2"], 5),
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||||||
|
"batterie_kWh": runde_auf(bat["nominal_kWh"], 5),
|
||||||
|
"voll_lkw_tage": voll_lkw_tage,
|
||||||
|
"empf_zyklus_tage": empf_zyklus,
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||||||
|
"empf_speicher": empf_speicher,
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||||||
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"kandidaten": kandidaten,
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||||||
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}
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|
def vorschlag_report(e: dict, cfg: dict) -> str:
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v = vorschlag(e, cfg)
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sp = v["empf_speicher"]
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hh = e["haushalte"]
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|
L = []
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L.append("=" * 62)
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||||||
|
L.append(f" EMPFOHLENE AUSLEGUNG ({e['eingang']['milch_l_tag']:.0f} L Milch/Tag)")
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||||||
|
L.append("=" * 62)
|
||||||
|
L.append(f"PV-Anlage ............ ~{v['pv_kWp']:.1f} kWp (~{v['pv_flaeche_m2']:.0f} m2 Dachflaeche)")
|
||||||
|
L.append(f"Stromspeicher ........ ~{v['batterie_kWh']:.0f} kWh (Nennkapazitaet, LFP)")
|
||||||
|
L.append(f"Waermespeicher ....... ~{sp['masse_kg']/1000:.1f} t (~{sp['volumen_m3']:.1f} m3 {cfg['pcm']['name']})")
|
||||||
|
L.append(f"Abholzyklus .......... alle {v['empf_zyklus_tage']:.0f} Tage")
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||||||
|
L.append("")
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||||||
|
L.append(f" -> LKW dann zu {sp['auslastung_gewicht']*100:.0f} % ausgelastet "
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||||||
|
f"({sp['energie_pro_zyklus_kWh']:.0f} kWh je Fuhre)")
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||||||
|
L.append(f" -> ein voller LKW waere nach {v['voll_lkw_tage']:.0f} Tagen erreicht")
|
||||||
|
L.append(f" -> Energieinhalt eines vollen LKW: ~{sp['voller_lkw_energie_kWh']:.0f} kWh")
|
||||||
|
L.append("")
|
||||||
|
L.append(f"Versorgte Haushalte (2 Erw. + 2 Kinder):")
|
||||||
|
L.append(f" Warmwasser ganzjaehrig ... ~{hh['haushalte_warmwasser']:.0f} Haushalte")
|
||||||
|
L.append(f" im Winter (Heizung + WW) . ~{hh['haushalte_winter']:.1f} Haushalte")
|
||||||
|
L.append("")
|
||||||
|
L.append("Abholoptionen (Latentspeicher je Zyklus):")
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||||||
|
L.append(f" {'Zyklus':>8} | {'Masse':>8} | {'Volumen':>8} | {'LKW-Ausl.':>9}")
|
||||||
|
L.append(f" {'-'*8}-+-{'-'*8}-+-{'-'*8}-+-{'-'*9}")
|
||||||
|
for z, s in v["kandidaten"]:
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||||||
|
marker = " <== empfohlen" if z == v["empf_zyklus_tage"] else ""
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||||||
|
L.append(f" {z:>5.0f} Tg | {s['masse_kg']/1000:>6.1f} t | "
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||||||
|
f"{s['volumen_m3']:>6.1f} m3 | {s['auslastung_gewicht']*100:>7.0f} %{marker}")
|
||||||
|
if not v["kandidaten"]:
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||||||
|
L.append(" (LKW bereits vor einer Woche voll - haeufigere Abholung noetig)")
|
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L.append("=" * 62)
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return "\n".join(L)
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def report(e: dict, cfg: dict) -> str:
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q = e["milch_kuehllast_kWh_tag"]
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wp = e["waermepumpe"]
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sp = e["speicher"]
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pv = e["pv"]
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|
netz = e["netzbezug"]
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bat = e["batterie"]
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hh = e["haushalte"]
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||||||
|
z = cfg["abholung"]["zyklus_tage"]
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||||||
|
L = []
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|
L.append("=" * 62)
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||||||
|
L.append(f" AUSLEGUNG WAERMERUECKGEWINNUNG MILCHKUEHLUNG")
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||||||
|
L.append(f" Eingang: {e['eingang']['milch_l_tag']:.0f} L Milch/Tag"
|
||||||
|
f" ({cfg['milch']['temp_ein_C']:.0f} -> {cfg['milch']['temp_aus_C']:.0f} C)")
|
||||||
|
L.append("=" * 62)
|
||||||
|
L.append(f"Kuehllast der Milch ........... {q:8.1f} kWh/Tag")
|
||||||
|
L.append("")
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||||||
|
L.append("WAERMEPUMPE (COP {:.2f}, Laufzeit {:.0f} h/Tag)".format(
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|
cfg["waermepumpe"]["cop"], cfg["waermepumpe"]["laufzeit_h_pro_tag"]))
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||||||
|
L.append(f" Kaelteleistung (Verdampfer) . {wp['kaelteleistung_kW']:8.1f} kW")
|
||||||
|
L.append(f" Heizleistung (Kondensator) .. {wp['heizleistung_kW']:8.1f} kW")
|
||||||
|
L.append(f" el. Leistung ................ {wp['elektrische_leistung_kW']:8.1f} kW")
|
||||||
|
L.append(f" Strombedarf ................. {wp['strom_kWh_tag']:8.1f} kWh/Tag")
|
||||||
|
L.append(f" Waerme in den Speicher ...... {wp['speicher_kWh_tag']:8.1f} kWh/Tag")
|
||||||
|
L.append("")
|
||||||
|
L.append("PV-ANLAGE (Jahresbilanz)")
|
||||||
|
L.append(f" Jahresstrombedarf WP ........ {pv['jahresbedarf_kWh']:8.0f} kWh/a")
|
||||||
|
L.append(f" Leistung .................... {pv['kWp']:8.1f} kWp")
|
||||||
|
L.append(f" Dachflaeche ................. {pv['flaeche_m2']:8.0f} m2")
|
||||||
|
L.append("")
|
||||||
|
L.append(f"NETZBEZUG (durch Wintermonate, Monatsbilanz)")
|
||||||
|
L.append(f" Netzbezug ................... {netz['netzbezug_kWh']:8.0f} kWh/a"
|
||||||
|
f" = {netz['netzbezug_anteil']*100:.0f} %")
|
||||||
|
L.append(f" Sommerueberschuss ........... {netz['ueberschuss_kWh']:8.0f} kWh/a")
|
||||||
|
L.append("")
|
||||||
|
L.append("BATTERIE (Tag-/Nacht-Ueberbbrueckung)")
|
||||||
|
L.append(f" nutzbare Kapazitaet ......... {bat['nutzbar_kWh']:8.1f} kWh")
|
||||||
|
L.append(f" Nennkapazitaet .............. {bat['nominal_kWh']:8.1f} kWh")
|
||||||
|
L.append("")
|
||||||
|
L.append("VERSORGTE HAUSHALTE ({} Erw. + {} Kinder)".format(
|
||||||
|
cfg["haushalt"]["erwachsene"], cfg["haushalt"]["kinder"]))
|
||||||
|
L.append(f" Warmwasser je Haushalt ...... {hh['ww_pro_haushalt_kWh_tag']:8.1f} kWh/Tag")
|
||||||
|
L.append(f" -> Warmwasser ganzjaehrig ... {hh['haushalte_warmwasser']:8.1f} Haushalte")
|
||||||
|
L.append(f" max. Heizbedarf Winter ...... {hh['heizbedarf_winter_kWh_tag']:8.1f} kWh/Tag/HH")
|
||||||
|
L.append(f" Winterbedarf (Heiz+WW) ...... {hh['winter_pro_haushalt_kWh_tag']:8.1f} kWh/Tag/HH")
|
||||||
|
L.append(f" -> im Winter ................ {hh['haushalte_winter']:8.1f} Haushalte")
|
||||||
|
L.append("")
|
||||||
|
L.append(f"LATENTSPEICHER ({cfg['pcm']['name']}, Modus: {cfg['pcm']['modus']})")
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||||||
|
L.append(f" Energiedichte ............... {sp['energiedichte_kWh_pro_kg']*1000:8.1f} Wh/kg")
|
||||||
|
L.append(f" Energie je Zyklus ({z:>2} Tage) . {sp['energie_pro_zyklus_kWh']:8.0f} kWh")
|
||||||
|
L.append(f" Masse ....................... {sp['masse_kg']:8.0f} kg")
|
||||||
|
L.append(f" Volumen ..................... {sp['volumen_m3']:8.1f} m3")
|
||||||
|
L.append(f" LKW-Auslastung Gewicht ...... {sp['auslastung_gewicht']*100:8.0f} %")
|
||||||
|
L.append(f" LKW-Auslastung Volumen ...... {sp['auslastung_volumen']*100:8.0f} %")
|
||||||
|
L.append(f" bindende Grenze ............. {sp['bindende_grenze']:>8}")
|
||||||
|
passt = "ja" if sp["passt_in_einen_lkw"] else "NEIN -> mehrere Behaelter noetig"
|
||||||
|
L.append(f" passt in einen LKW .......... {passt:>8}")
|
||||||
|
L.append(f" voller LKW voll nach ........ {sp['voller_lkw_tausch_tage']:8.1f} Tagen")
|
||||||
|
L.append(f" Energieinhalt voller LKW .... {sp['voller_lkw_energie_kWh']:8.0f} kWh")
|
||||||
|
L.append("=" * 62)
|
||||||
|
return "\n".join(L)
|
||||||
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def main() -> None:
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ap = argparse.ArgumentParser(description=__doc__,
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formatter_class=argparse.RawDescriptionHelpFormatter)
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|
ap.add_argument("milch_l_tag", type=float, help="Milchmenge pro Tag in Litern")
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ap.add_argument("--config", type=Path, default=Path(__file__).with_name("config.json"),
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help="Pfad zur JSON-Konfiguration (Standard: config.json)")
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||||||
|
ap.add_argument("--json", type=Path, default=None,
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||||||
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help="Ergebnis zusaetzlich als JSON in diese Datei schreiben")
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ap.add_argument("--suggest-size", action="store_true",
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help="Kompakte Empfehlung (gerundete Groessen + Abholzyklus) statt Detailreport")
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args = ap.parse_args()
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cfg = lade_config(args.config)
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ergebnis = rechne(args.milch_l_tag, cfg)
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if args.suggest_size:
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print(vorschlag_report(ergebnis, cfg))
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ergebnis["vorschlag"] = vorschlag(ergebnis, cfg)
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else:
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|
print(report(ergebnis, cfg))
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|
||||||
|
if args.json:
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||||||
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with args.json.open("w", encoding="utf-8") as f:
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||||||
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json.dump(ergebnis, f, ensure_ascii=False, indent=2)
|
||||||
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print(f"\nErgebnis geschrieben: {args.json}")
|
||||||
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|
||||||
|
|
||||||
|
if __name__ == "__main__":
|
||||||
|
main()
|
||||||
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