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अध्याय 15 स्मार्टहोड्स: एक्वापोनिक्स एकीकृत माइक्रोग्रिड

** फ्लोरिजन डी ग्राफ और साइमन गॉडडेक**

** सारण** पूरी तरह से अक्षय ऊर्जा प्रणाली में वृद्धि की दिशा में संक्रमण के दबाव के साथ, एक नए प्रकार की बिजली प्रणाली वास्तुकला उभर रही है: माइक्रोग्रिड। एक माइक्रोग्रिड स्मार्ट ऊर्जा प्रबंधन प्रणालियों का उपयोग करके विकेंद्रीकृत नवीकरणीय ऊर्जा प्रौद्योगिकियों की एक भीड़ को एकीकृत करता है, ताकि स्थानीय उत्पादन और नवीकरणीय ऊर्जा की खपत को कुशलता से संतुलित किया जा सके, जिसके परिणामस्वरूप उच्च स्तर की लचीलापन और लचीलापन हो। आम तौर पर, एक माइक्रोग्रिड का प्रदर्शन वर्तमान प्रौद्योगिकियों की संख्या के साथ बढ़ता है, हालांकि आर्थिक कारणों के भीतर पूरी तरह से स्वायत्त माइक्रोग्रिड बनाना मुश्किल रहता है (डी ग्रैफ एफ, स्मार्ट एकीकृत विकेन्द्रीकृत ऊर्जा प्रणालियों के लिए नई रणनीतियों, 2018)। इन माइक्रोग्रिड की आत्मनिर्भरता और लचीलापन में सुधार के लिए, यह शोध एक शहरी कृषि सुविधा के साथ एक पड़ोस माइक्रोग्रिड को एकीकृत करने का प्रस्ताव करता है जिसमें एक decoupled मल्टी-लूप एक्वापोनिक्स सुविधा होती है। इस नई अवधारणा को स्मार्थवुड कहा जाता है, जहां सभी खाद्य-जल-ऊर्जा प्रवाह परिपत्र रूप से जुड़े होते हैं। ऐसा करने में, थर्मल द्रव्यमान, पंप और प्रकाश प्रणालियों के भीतर मौजूद उच्च लचीलापन के कारण, माइक्रोग्रिड का प्रदर्शन बहुत सुधार करता है। नतीजतन, 95.38% शक्ति और 100% गर्मी आत्मनिर्भरता प्राप्त करना संभव है। यह परिणाम आशाजनक है, क्योंकि यह इन पूरी तरह से परिपत्र, विकेन्द्रीकृत खाद्य-जल-ऊर्जा प्रणालियों को समझने की दिशा में मार्ग प्रशस्त कर सकता है।

** कीवर्ड्स** स्मार्ट ग्रिड · शहरी कृषि · माइक्रोग्रिड · ब्लॉकचेन · आत्मनिर्भरता · ऊर्जा प्रणाली मॉडलिंग

सामग्रियां

  • 15.1 परिचय
  • 15.2 Smarthoods संकल्पना
  • 15.3 लक्ष्य
  • 15.4 विधि
  • 15.5 परिणाम
  • 15.6 चर्चा
  • 15.7 निष्कर्ष
  • संदर्भ

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एफ डी ग्राफ

वर्णक्रमीय, एम्सटर्डम, नीदरलैंड ई-मेल:

एस Goddek

गणितीय और सांख्यिकीय तरीके (बॉयोमीट्रिक्स), Wageningen विश्वविद्यालय, Wageningen, नीदरलैंड

© लेखक (ओं) 2019 379

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संदर्भ

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डी ग्रैफ एफ (2018) स्मार्ट एकीकृत विकेन्द्रीकृत ऊर्जा प्रणालियों के लिए नई रणनीतियां डॉस सैंटोस एमजेपीएल (2016) स्मार्ट शहरों और शहरी क्षेत्रों - अभिनव शहरी कृषि के रूप में एक्वापोनिक्स। शहरी ग्रीन 20 के लिए शहरी: 402-406. https://doi.org/10.1016/j.ufug.2016.10.004

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** ओपन एक्सेस** यह अध्याय क्रिएटिव कॉमन्स एट्रिब्यूशन 4.0 इंटरनेशनल लाइसेंस (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) की शर्तों के तहत लाइसेंस प्राप्त है, जो किसी भी माध्यम या प्रारूप में उपयोग, साझा करने, अनुकूलन, वितरण और प्रजनन की अनुमति देता है, के रूप में जब तक आप मूल लेखक (ओं) और स्रोत को उचित क्रेडिट देते हैं, क्रिएटिव कॉमन्स लाइसेंस के लिए एक लिंक प्रदान करते हैं और संकेत देते हैं कि परिवर्तन किए गए थे।

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Aquaponics Food Production Systems contributors.

मूल स्रोत संस्करण देखें · Creative Commons Attribution 4.0

इस पुस्तकालय संस्करण को मूल स्रोत से पुनः स्वरूपित और समेकित किया गया है।

  1. 15.1 परिचय

    Original publication · पहली बार FarmHub Learn पर प्रकाशित · Aquaponics Food Production Systems

    एक पूरी तरह से स्थायी ऊर्जा प्रणाली की ओर स्विच करने के लिए आंशिक रूप से हवा और छत सौर विकिरण का उपयोग करके विकेंद्रीकृत ऊर्जा उत्पादन प्रौद्योगिकियों के उदय के कारण, एक विकेन्द्रीकृत प्रणाली की ओर एक केंद्रीकृत पीढ़ी और वितरण प्रणाली से स्विचिंग की आवश्यकता होगी। इसके अलावा, बिजली व्यवस्था में गर्मी और परिवहन क्षेत्रों को एकीकृत करने से पीक मांग में बहुत महत्वपूर्ण वृद्धि होगी। इन घटनाओं को ऊर्जा बुनियादी ढांचे के लिए बड़े पैमाने पर और महंगा अनुकूलन की आवश्यकता होती है, जबकि मौजूदा उत्पादन परिसंपत्तियों का उपयोग 2035 तक 55% से 35% तक गिरने की उम्मीद है (स्ट्रैबक एट अल। 2015)। यह एक बड़ी चुनौती है, लेकिन यह भी एक अवसर है: यदि ऊर्जा प्रवाह को स्थानीय रूप से microgrids में संतुलित किया जा सकता है, तो मुख्य ग्रिड को अतिरिक्त स्थिरता प्रदान करते समय महंगी बुनियादी ढांचे के उन्नयन की मांग को कम किया जा सकता है। इन कारणों से, 'पावर विश्वसनीयता और गुणवत्ता में सुधार, सिस्टम ऊर्जा दक्षता बढ़ाने के लिए स्मार्ट ग्रिड के प्रमुख घटक के रूप में माइक्रोग्रिड की पहचान की गई है' (स्ट्रैबाक एट अल। 2015)।

    माइक्रोग्रिड बहुत जरूरी लचीलापन और लचीलापन प्रदान कर सकते हैं, और इसलिए भविष्य की ऊर्जा प्रणाली में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाने की संभावना है। यह अनुमान है कि 2050 तक, यूरोपीय संघ के परिवारों के आधे से अधिक अपने स्वयं के बिजली पैदा हो जाएगा (Pudjianto एट अल. 2007)। माइक्रोग्रिड के भीतर लचीले संसाधनों को अनलॉक करना इसलिए आंतरायिक नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन को संतुलित करने के लिए आवश्यक है।

    शहरी कृषि प्रणाली, जैसे एक्वापोनिक्स (डॉस सैंटोस 2016), यह बहुत जरूरी ऊर्जा लचीलापन प्रदान कर सकती है (गोडडेक और कोरनर 2019; योगेव एट अल 2016)। पौधे बाहरी स्थितियों की एक विस्तृत श्रृंखला के भीतर बढ़ सकते हैं, क्योंकि इन्हें प्रकृति में ऐसा करने के लिए उपयोग किया जाता है। यह एक जलीय कृषि प्रणाली में मछली पर लागू होता है, जो एक व्यापक तापमान सीमा में कामयाब हो सकता है। ये लचीली परिचालन की स्थिति ऊर्जा इनपुट आवश्यकताओं पर बफरिंग प्रभाव की अनुमति देती है, जो सिस्टम के भीतर बड़ी मात्रा में लचीलापन पैदा करती है। जलीय कृषि प्रणाली द्वारा अवशोषित उच्च थर्मल द्रव्यमान प्रणाली के भीतर विशाल मात्रा में गर्मी को संग्रहीत करने की अनुमति देता है। बिजली की बहुतायत के आधार पर रोशनी को चालू और बंद किया जा सकता है, जिससे अतिरिक्त बिजली उत्पादन को मूल्यवान बायोमास में बदलकर अनिवार्य रूप से कम किया जा सकता है। शुद्ध पीक पावर (पीक शेविंग) को सीमित करने के लिए पंप्स को पीक पावर जनरेशन टाइम्स (जैसे दोपहर) के साथ सिंक्रनाइज़ेशन में संचालित किया जा सकता है। इष्टतम आसवन इकाइयों (Chap. 8) भी एक बहुत लचीला गर्मी की मांग है और जैसे ही गर्मी या बिजली की अधिक आपूर्ति होती है बंद कर दिया जा सकता है (यानी गर्मी पंप तब विद्युत ऊर्जा को थर्मल ऊर्जा में परिवर्तित करेगा)। ये सभी पहलू एक माइक्रोग्रिड को लचीलापन प्रदान करने के लिए एक्वापोनिक सिस्टम को उपयुक्त बनाते हैं।

    खपत में लचीलापन प्रदान करने के बगल में, उत्पादन में लचीलापन प्रदान करने के लिए एक बहु-लूप एक्वापोनिक्स प्रणाली को और एकीकृत किया जा सकता है। बायोगैस को एक्वापोनिक सुविधा में यूएएसबी से उप-उत्पाद के रूप में उत्पादित किया जाता है। माइक्रोग्रिड में माइक्रो-सीएचपी को शामिल करके, गर्मी और शक्ति दोनों का उत्पादन करने के लिए इस बायोगैस को दहनशील किया जा सकता है। माइक्रोग्रिड के भीतर एक्वापोनिक सिस्टम को एकीकृत करना इसलिए मांग और आपूर्ति दोनों पक्षों पर ऊर्जा लचीलापन बढ़ा सकता है।

  2. 15.2 द स्मार्टहोड्स कॉन्सेप्ट

    Original publication · पहली बार FarmHub Learn पर प्रकाशित · Aquaponics Food Production Systems

    विकेन्द्रीकृत माइक्रोग्रिड के संबंध में खाद्य-जल-ऊर्जा नेक्सस की पूरी क्षमता को अनलॉक करने के लिए, एक पूरी तरह से एकीकृत दृष्टिकोण न केवल ऊर्जा (माइक्रोग्रिड) और भोजन (एक्वापोनिक्स) पर केंद्रित है बल्कि स्थानीय जल चक्र का उपयोग करने पर भी केंद्रित है। एक्वापोनिक-एकीकृत माइक्रोग्रिड के भीतर विभिन्न जल प्रणालियों (जैसे वर्षा जल संग्रह, भंडारण और अपशिष्ट जल उपचार) का एकीकरण दक्षता, लचीलापन और परिपत्र के लिए सबसे बड़ी क्षमता पैदा करता है। पूरी तरह से एकीकृत और विकेन्द्रीकृत खाद्य-जल-ऊर्जा माइक्रोग्रिड की अवधारणा को अब से Smarthoud (स्मार्ट पड़ोस) के रूप में संदर्भित किया जाएगा और इसे चित्र 15.2 में दर्शाया गया है।

    Smarthouds अवधारणा में एक्वापोनिक्स को लागू करने का लाभ एकीकृत पोषक तत्व, ऊर्जा और जल प्रवाह (चित्र 15.1) को अनुकूलित करने में योगदान करने की इसकी क्षमता है। यह एकीकरण क्षमता पहले से उल्लिखित

    खाद्य-जलऊर्जा नेक्स

    वैश्विक ऊर्जा मांग का 30% कृषि के लिए प्रयोग किया जाता है वैश्विक मीठे पानी की मांग का 70% कृषि के लिए प्रयोग किया जाता है

    अंजीर 15.1 खाद्य-पानी-ऊर्जा नेक्सस ऊर्जा, पानी और खाद्य उत्पादन (आईआरएना 2015 के आधार पर) के बीच अंतर को दर्शाता है

    आईएमजी src = “मीडिया/छवि-20201002190013698.png” Alt = “एक स्मार्टवुड में एक्वापोनिक्स सिस्टम को डीकॉप्टेड” शैली = “ज़ूम: 67%;”/

    अंजीर 15.2 डिकॉप्ल्ड एक्वापोनिक्स सिस्टम का एकीकरण (जैसा कि चैप 8 में वर्णित है) एक विकेंद्रीकृत स्थानीय वातावरण में स्मार्टहॉड्स अवधारणा के लिए डिज़ाइन किया गया है। हरे तीर दिखाते हैं कि एक एक्वापोनिक्स प्रणाली समग्र प्रणाली के साथ किस हद तक बातचीत कर सकती है। लाल तीर गर्मी प्रवाह का प्रतिनिधित्व करते हैं, नीले तीर पानी बहता है और पीले तीर बिजली बहती है

    ऊर्जा और खाद्य प्रणालियों के बीच crossovers। उदाहरण के लिए, होने वाली बायोडिग्रेडेबल अपशिष्ट धाराओं का इलाज एनारोबिक रिएक्टरों (जैसे यूएएसबी) में किया जा सकता है और बायोगैस और बायो-उर्वरक दोनों (गोडडेक एट अल। 2018) उत्पन्न कर सकते हैं। यहां तक कि demineralized अपशिष्ट कीचड़ पारंपरिक फसल पर तरल खाद के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

    img src = "https://www.fao.org/3/i4626e/i4626e.pdf" शैली = “ज़ूम: 75%;”/

    अंजीर 15.3 De Ceuvel के इलस्ट्रेटेड फोटो (स्रोत: मेटाबोलिक - www.metabolic.nl)

    ** उदाहरण 15.1**

    एक शहरी एकीकृत एक्वापोनिक microgrid विकास का एक प्रारंभिक उदाहरण De Ceuvel है, एम्सटर्डम उत्तर में एक पहले से परित्यक्त शिपयार्ड कि एक आत्मनिर्भर कार्यालय अंतरिक्ष और मनोरंजन केंद्र में परिवर्तित कर दिया गया है। डी सेवेल एक परिपत्र अर्थव्यवस्था बनाने के उद्देश्य से नई प्रौद्योगिकियों और नीतियों के लिए एक टेस्टबेड के रूप में कार्य करता है। इसमें सौर पीवी, गर्मी पंप और अपने स्वयं के ऊर्जा टोकन का उपयोग करके ब्लॉकचैन पर पीयर-टू-पीयर ऊर्जा व्यापार सहित एक ऑल-इलेक्ट्रिक माइक्रोग्रिड की सुविधा है: Jouliette ^ 1। एक छोटी एक्वापोनिक सुविधा ऑन-साइट रेस्तरां के लिए जड़ी बूटियों और सब्जियों का उत्पादन करती है। एक ही रेस्तरां स्थानीय रूप से उत्पादित कार्बनिक कचरे से निकाले गए बायोगैस का उपयोग करता है ताकि उनकी खाना पकाने की गतिविधियों के साथ-साथ अंतरिक्ष हीटिंग भी हो सके। इसके अलावा, एक प्रयोगशाला मौजूद है जिसका उपयोग पानी की गुणवत्ता का परीक्षण करने और फॉस्फेट और नाइट्रेट निकालने के लिए किया जाता है।

    हालांकि De Ceuvel वर्तमान में सक्रिय रूप से अपने माइक्रोग्रिड की लचीलापन बढ़ाने के लिए एक्वापोनिक्स सुविधा का उपयोग नहीं कर रहा है, इसके प्रदर्शन का आकलन करने के लिए ऊर्जा और पोषक तत्व प्रवाह की निगरानी के लिए सेंसर स्थापित किए जा रहे हैं। इस डेटा का उपयोग नए और होशियार शहरी एकीकृत एक्वापोनिक्स माइक्रोग्रिड के विकास में सहायता के लिए किया जाएगा, जैसे कि इस अध्याय में प्रस्तावित Smarthoods अवधारणा। शहरी जीवित प्रयोगशालाओं जैसे डी सेउवेल में पाए जाने वाले प्रारंभिक उपयोग मामलों को Smarthouds अवधारणा (चित्र 15.3) के सफल विकास के लिए आवश्यक हैं।

    हालांकि इस तरह के Smarthoods अवधारणाओं के रूप में शहरी FWE प्रणालियों के लिए एक समग्र दृष्टिकोण कई लाभ पैदा करता है, microgrids के भीतर aquaponics प्रणाली का एकीकरण बहुत ही मामले पर निर्भर रहता है। एक्वापोनिक खाद्य उत्पादन प्रणालियों को पारंपरिक कृषि प्रणालियों की तुलना में उच्च उपज और कम पानी, पोषक तत्व और ऊर्जा पदचिह्न की विशेषता है; हालांकि, वे निर्माण के लिए भी अधिक महंगा हैं। इसलिए वे उन स्थानों में सबसे उपयुक्त हैं जिनके लिए उच्च पैदावार की आवश्यकता होती है, उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष सीमाएं। घने शहरी क्षेत्रों में, एक्वापोनिक्स सुविधा बनाने के लिए हमेशा पर्याप्त जगह नहीं हो सकती है, जबकि ग्रामीण क्षेत्रों के लिए राज्य के अत्याधुनिक एक्वापोनिक्स सुविधा का निर्माण करने के लिए भूमि की लागत बहुत कम हो सकती है; कम वित्त पोषण लागत और उपज के साथ एक मानक कृषि सुविधा ऐसे मामलों। एक एकीकृत एक्वापोनिक सुविधा के लिए सबसे इष्टतम उपयोग केस वह है जहां पर्याप्त स्थान उपलब्ध है, और भूमि के उपयोग की लागत को ऑफसेट करने के लिए प्रति क्षेत्र उच्च उपज की आवश्यकता होती है। उपनगरीय पड़ोस और अन्य शहरी क्षेत्रों (उदाहरण के लिए एक परित्यक्त गोदाम) इसलिए एक्वापोनिक सुविधा के साथ एकीकृत माइक्रोग्रिड के पहले कार्यान्वयन को देखने की संभावना है (उदाहरण 15.1 देखें)।

  3. 15.3 लक्ष्य

    Original publication · पहली बार FarmHub Learn पर प्रकाशित · Aquaponics Food Production Systems

    इस शोध का लक्ष्य एक डिकॉप्टेड मल्टी-लूप एक्वापोनिक्स सिस्टम के साथ एकीकृत माइक्रोग्रिड के लिए आत्मनिर्भरता और लचीलापन की डिग्री को मापना है।

  4. 15.4 विधि

    Original publication · पहली बार FarmHub Learn पर प्रकाशित · Aquaponics Food Production Systems

    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

  5. 15.5 परिणाम

    Original publication · पहली बार FarmHub Learn पर प्रकाशित · Aquaponics Food Production Systems

    दोनों घरों और एक्वापोनिक ग्रीनहाउस सुविधा (टेबल्स 15.1 और 15.2 में डेटा से मॉडलिंग) की कुल विद्युत और थर्मल खपत तालिका 15.3 में दिखाया गया है। एक्वापोनिक ग्रीनहाउस सुविधा 38.3% बिजली की खपत और 51.4% गर्मी की खपत के लिए जिम्मेदार है। एक आवासीय माइक्रोग्रिड में एकीकृत एक्वापोनिक्स सुविधा के लिए बिजली की मांग इसलिए कुल स्थानीय ऊर्जा मांग का एक तिहाई से थोड़ा अधिक है, यह देखते हुए कि सभी आवासीय ऊर्जा और वनस्पति/मछली उत्पादन स्थानीय रूप से किया जाता है। गर्मी की मांग में कुल गर्मी की मांग का लगभग 50% शामिल है, जिसे उच्च तापमान वाले पानी पर चलने वाले आसवन इकाई के लिए बड़े हिस्से के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।

    जैसा कि अंजीर में देखा जा सकता है 15.4 और 15.6, स्मार्टहॉड्स ऊर्जा प्रणाली उत्पादन को संतुलित करने और ज्यादातर समय मांग करने में सक्षम है। संदर्भ मामले के लिए ग्रिड से आयातित बिजली का कुल हिस्सा 4.62% है। कभी-कभी, बिजली का मामूली असंतुलन देखा जा सकता है, जिसे अधिकांश भाग के लिए मॉडल के वर्तमान संस्करण के लिए उप-नियंत्रण के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। उदाहरण के लिए, सीएचपी कई घंटों के दौरान एक ऑन-ऑफ-स्टेट से कई बार स्विच करता है, जिसके परिणामस्वरूप बिजली का अधिक उत्पादन होता है। ऐसा व्यवहार अधिक अनुकूलित नियंत्रण प्रणाली के लिए नहीं होगा, क्योंकि सीएचपी को सटीक मात्रा में बिजली और गर्मी की आवश्यकता देने के लिए गर्मी पंप के समन्वय में नीचे फेंक दिया जा सकता है।

    15.5.1 लचीलापन

    सीएचपी और एक्वापोनिक्स सुविधा के परिणामस्वरूप प्रणाली अत्यधिक लचीला है इसकी लचीली प्रकाश और पंपों के साथ, और उच्च थर्मल बफरिंग क्षमता, साथ ही साथ

    ** तालिका 15.3** माइक्रोग्रिड के विभिन्न पहलुओं के लिए विद्युत और थर्मल भार

    तालिका थैड tr वर्ग = “हेडर” गह/वें वें आवासीय /वें वें एक्वापोनिक सुविधा /वें /tr /thead tbody tr वर्ग = “अजीब” टीडीईलेक्ट्रिकल औसत मांग/टीडी टीडी 17.2 किलोवाट /टीडी टीडी 10.2 किलोवाट /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीईक्ट्रिकल पीक मांग/टीडी टीडी 47.6 केडब्ल्यूसब/उप /टीडी टीडी 15.2 केडब्ल्यूसब/उप /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” द लेक्ट्रिकल कुल मांग/वें वें 143.2 मेगावाट/वर्ष /वें वें 89.2 मेगावाट/वर्ष /वें /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडीथर्मल औसत मांग/टीडी टीडी 37.1 किलोवाट /टीडी टीडी 39.3 किलोवाट /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडीथर्मल पीक मांग/टीडी टीडी 148.4 किलोवाट /टीडी टीडी 121.2 किलोवाट /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि ThThthermal कुल मांग/वें वें 325.0 मेगावाट सबथ/उप/वर्ष /वें वें 344.2 एमडब्ल्यूएचसुथ/उप/वर्ष /वें /tr /टीबीओडी /तालिका

    *** अंजीर 15.6** स्मार्टवुड प्रणाली की शक्ति (ऊपर-बाएं) और गर्मी (नीचे-बाएं) ऊर्जा संतुलन (डब्ल्यू में) के लिए समय-श्रृंखला ग्राफिकल आरेख। भंडारण क्षमता (केडब्ल्यूएच में) शक्ति (शीर्ष-दाएं) और गर्मी (नीचे-दाएं) के लिए दाईं ओर इंगित की जाती है। एक्स-अक्ष वर्ष की शुरुआत के बाद से घंटों की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है। काली रेखा ऊर्जा के असंतुलन का प्रतिनिधित्व करती है

    बैटरी, और हाइड्रोजन प्रणाली। एक्वापोनिक प्रणाली, विशेष रूप से, सिस्टम की समग्र लचीलापन को बहुत बढ़ाती है, क्योंकि यह ऊर्जा इनपुट की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए कार्य कर सकती है, जैसा कि तालिका 15.4 से प्राप्त किया जा सकता है। इस लचीलेपन के परिणामस्वरूप, प्रणाली कुल (95.38%) शक्ति आत्मनिर्भरता और 100% गर्मी आत्मनिर्भरता प्राप्त करने का प्रबंधन करती है।

  6. 15.6 चर्चा

    Original publication · पहली बार FarmHub Learn पर प्रकाशित · Aquaponics Food Production Systems

    आत्मनिर्भरता Smarthood अवधारणा के लिए प्रस्तावित ऊर्जा प्रणाली विभिन्न सिस्टम घटकों द्वारा प्रदान की लचीलेपन के उपयोग के माध्यम से पूर्ण ग्रिड-स्वतंत्रता को प्राप्त करने में सक्षम है। Aquaponic प्रणाली, विशेष रूप से, एक सकारात्मक है

    ** तालिका 15.4** एक्वापोनिक प्रणाली की लचीला मांग

    तालिका थैड tr वर्ग = “हेडर” वें अवयव /वें वें परिमाण का क्रम /वें वें लचीलापन /वें /tr /thead tbody tr वर्ग = “अजीब” टीडी पंक्तिस्पन = 3 पंप्स /टीडी टीडी 0.05 -0.15 किलोवाट सब/उप एमएसयूपी3/एसयूपी /टीडी टीडी पंक्तिस्पन = 3 सभी पंपों को लगातार चलना नहीं पड़ता है मुख्य प्रक्रियाएं (ऑक्सीजन नियंत्रण, अमोनिया नियंत्रण, COSUB2/उप नियंत्रण, टैंक एक्सचेंज, निलंबित ठोस नियंत्रण) लगातार चलना चाहिए। पीएच बफर खुराक, बैकवाश दिनचर्या, जल विनिमय या बैक-अप ऑक्सीजन जैसी छोटी प्रक्रियाएं लगातार चलने की आवश्यकता नहीं होती हैं /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी 1-3 kwsube/उप /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी 8,76—28,26 मेगाहर्सुब/उप/वर्ष /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी पंक्तिस्पन = 2 प्रकाश व्यवस्था /टीडी टीडी 80-150 डब्ल्यू/एमएसयूपी2/एसयूपी /टीडी टीडी पंक्तिस्पन = 2 पौधों को अंधेरे के ~ 4-6 एच की आवश्यकता होती है, शेष दिन उन्हें कृत्रिम रूप से जलाया जा सकता है। यह लगभग छोड़ देता है. 0 (गर्मी) लचीला अतिरिक्त प्रकाश व्यवस्था के 12 (सर्दियों) घंटे /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी 10 -20% की क्षमता कारक के साथ इस की ओर जाता है 28—105 मेगाहर्सुब/सब/वर्ष kwsube/उप /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी पंक्तिस्पन = 2 अंतरिक्ष (अंडरफ्लोर) हीटिंग और जलीय कृषि टैंक हीटिंग /टीडी टीडी 444 केडब्ल्यूसबथ/सब/एमएसयूपी2/एसयूपी/वर्ष /टीडी टीडी पंक्तिस्पन = 2 ठोस मंजिल के उच्च थर्मल द्रव्यमान और आरएएस टैंक में बड़ी पानी की मात्रा के कारण, गर्मी भार बेहद लचीला है /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी 177,8 मेगावाट सबथ/उप/वर्ष /टीडी /tr tr वर्ग = “यहां तक कि टीडी पंक्तिस्पन = 2 आसवन इकाई /टीडी टीडी 50 केडब्ल्यूसबथ/उप एमडब्ल्यूएसयूबे/उप/वर्ष /टीडी टीडी पंक्तिस्पन = 2 आसवन इकाई गर्म पानी (70-90 C) पर चलती है और इसे संचालित किया जा सकता है लचीलापन की एक महत्वपूर्ण डिग्री के साथ (MemSys 2017) /टीडी /tr tr वर्ग = “अजीब” टीडी 166,4 मेगावाट सबथ/उप/वर्ष /टीडी /tr /टीबीओडी /तालिका

    प्रणाली के समग्र लचीलेपन पर प्रभाव। 95.38% शक्ति आत्मनिर्भरता के साथ, यह प्रणाली पिछले शोध (डी ग्रैफ 2018) में मूल्यांकन किए गए किसी भी अन्य आर्थिक रूप से व्यवहार्य प्रणाली से बेहतर प्रदर्शन करती है।

    Control Architecture एक विकेन्द्रीकृत स्थानीय ऊर्जा अर्थव्यवस्था की सुविधा प्रदान करना, जैसे कि Smarthoods अवधारणा में प्रस्तावित एक को एक मंच की आवश्यकता होती है जो पड़ोस के भीतर होने वाले सभी सहकर्मी से सहकर्मी लेनदेन का ट्रैक रखता है। संबंधित सहकर्मी से सहकर्मी नेटवर्क को बहु-एजेंट प्रणाली (एमएएस) दृष्टिकोण के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है, जिसमें एकाधिक नोड्स (जैसे घर या उपयोगिता भवन) अपने स्वयं के उद्देश्य से स्वतंत्र एजेंटों के रूप में कार्य करते हैं (उदाहरण के लिए लागत कम करें या ऊर्जा बचत को अधिकतम करें) और इसी निर्णय लेने की प्रक्रिया। सिस्टम की जटिलता के कारण इस तरह के एक विकेन्द्रीकृत, बहु-एजेंट निर्णय लेने का दृष्टिकोण आवश्यक है। पदानुक्रमित, टॉप-डाउन और केंद्रीकृत नियंत्रण वास्तुकला की गणना के लिए बस बहुत अधिक जानकारी और बहुत सारे चर हैं।

    Blockchain एक ब्लॉकचैन-आधारित बहु-एजेंट सिस्टम नियंत्रण वास्तुकला संभावित रूप से एक विकेन्द्रीकृत पीयरटो-पीयर नेटवर्क को समायोजित करने के लिए आवश्यक ढांचा प्रदान कर सकता है। वितरित नोड्स की एक बड़ी संख्या नेटवर्क के लिए स्थिरता और सुरक्षा सुनिश्चित करती है, और खनन के लिए एक विकल्प का उपयोग किया जा सकता है: खनन। मिंटिंग के साथ, टोकन/सिक्के वास्तविक दुनिया डिवाइस जैसे स्मार्ट ऊर्जा मीटर द्वारा प्रदान किए गए डेटा के आधार पर उत्पन्न होते हैं। बशर्ते जानकारी के इन स्रोतों पर भरोसा किया जा सकता है, यानी कि इन उपकरणों को छेड़छाड़ प्रमाणित किया जा सकता है, एक सुरक्षित और स्वतंत्र खाताधारक बनाया जा सकता है जिसमें विभिन्न हितधारक सामान (जैसे बिजली) और सेवाओं का आदान-प्रदान कर सकते हैं (उदाहरण के लिए मांग पक्ष प्रबंधन)। स्मार्ट कॉन्ट्रैक्ट्स का उपयोग करना, जटिल सेवाओं जैसे लचीलेपन व्यापार को सिस्टम के नियंत्रण वास्तुकला में प्रोग्राम किया जा सकता है।

    Internet things Smarthod प्रणाली के भीतर घटक घटक, जैसे गर्मी पंप, ग्रीनहाउस प्रकाश या यूएएसबी, को इंटरनेट से जुड़े सेंसर और एक्ट्यूएटर का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है, जिन्हें इंटरनेट ऑफ थिंग्स के नाम से जाना जाता है। एक आईओटी सेंसर नेटवर्क मछली टैंक पोषक तत्व एकाग्रता से लेकर डेटा के व्यापक अधिग्रहण की अनुमति देता है, उदाहरण के लिए, बैटरी लोड चक्र, सभी प्रति-समय-चरण के आधार पर। इस डेटा का उपयोग संख्यात्मक मॉडल को सत्यापित करने और सिस्टम के गतिशील नियंत्रण को अनुकूलित करने के लिए किया जा सकता है।

    आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस स्मार्टवुड सिस्टम के नियंत्रण को अनुकूलित करना कृत्रिम बुद्धि एल्गोरिदम का उपयोग करके डेटा का विश्लेषण करके किया जा सकता है, जैसे आनुवंशिक प्रोग्रामिंग (विकासवादी एल्गोरिदम) या मशीन सुदृढ़ीकरण सीखना। मशीन सुदृढीकरण सीखने के साथ, उदाहरण के लिए, कार्यों का एक सेट और पर्यावरण पर उनका प्रभाव एल्गोरिदम को इनपुट तर्क के रूप में पारित किया जाता है, साथ ही सिस्टम की वर्तमान स्थिति और संचयी ऑब्जेक्टिव/लागत फ़ंक्शन के साथ। एक वृद्धिशील सुधार, अनुमानी निर्णय लेने की प्रक्रिया को प्रत्येक घर पर लागू किया जा सकता है जो घर के भीतर ऊर्जा प्रवाह का प्रबंधन करेगा और Smarthood को खोजने के लिए गतिशील रूप से परिस्थितियों के अनुकूल होगा। प्रत्येक घर ऐसे एल्गोरिदम चला सकता है, और नतीजतन, एक बहु-नोडल नियंत्रण प्रणाली वास्तुकला, जिसे बहु-एजेंट प्रणाली (एमएएस) के रूप में जाना जाता है, बनाया जा सकता है जो अपेक्षाकृत कम्प्यूटेशनल रूप से सस्ती है (केंद्रीकृत नियंत्रण की तुलना में) - और इष्टतम के करीब।

    Legal Barriers Smarthod अवधारणा के विभिन्न पहलुओं की अत्यधिक अभिनव प्रकृति, जैसे कि पॉलीजनरेशन माइक्रोग्रिड, मल्टी-लूप एक्वापोनिक सिस्टम और अपरंपरागत शहरी नियोजन आवश्यकताओं, को दूर करने के लिए चुनौतियों का एक अनूठा सेट लाता है। इनमें से कई चुनौतियों के लिए, वर्तमान नियामक ढांचा Smarthoods अवधारणा में प्रस्तावित विकास को समायोजित करने के लिए अपर्याप्त है।

    उदाहरण के लिए, Microgrids, सबसे अच्छा काम करते हैं जब एक स्थानीय बाज़ार होता है जिसमें विभिन्न prosumers (उपभोक्ता जो एक साथ बिजली उत्पन्न करते हैं) एक मुक्त बाजार में घर्षण रहित सहकर्मी से सहकर्मी ऊर्जा व्यापार में संलग्न हो सकते हैं। बाजार बल तब एक स्थानीय ऊर्जा बाजार बनाने के लिए काम करेंगे जिसमें एक अस्थिर ऊर्जा मूल्य स्थानीय आपूर्ति और मांग से परिणाम देगा। इस मूल्य में उतार-चढ़ाव के परिणामस्वरूप स्मार्ट ऊर्जा समाधान जैसे ऊर्जा भंडारण, मांग पक्ष प्रबंधन या लचीली ऊर्जा उत्पादन को प्रोत्साहित किया जाएगा। अधिकांश यूरोपीय संघ के देशों में, नियमों के कारण एक नि: शुल्क स्थानीय बाजार वर्तमान में असंभव है; बिजली मीटर से गुजरने वाले प्रत्येक केडब्ल्यूएच के लिए करों का भुगतान करना होगा, उपभोक्ताओं के लिए बिजली की कीमत तय की जाती है और प्रोसुमर्स को तीसरे के हस्तक्षेप के बिना ऊर्जा बाजार में भाग लेने की अनुमति नहीं है पार्टी को aggregator कहा जाता है। माइक्रोग्रिड परियोजनाओं के विकास में अपेक्षित वृद्धि के साथ, नियामकों को अत्यधिक एकीकृत माइक्रोग्रिड की पूर्ण क्षमता को अनलॉक करने के लिए स्थानीय ऊर्जा बाजारों को सुविधाजनक बनाने के तरीके ढूंढना होगा (उदाहरण 15.2 देखें)।

    ** उदाहरण 15.2**

    नीदरलैंड में नियामक ढांचे के भीतर हाल ही में प्रगति experimenteerregeling की शुरूआत है, ध्यान से चयनित परियोजनाओं की एक छोटी संख्या की अनुमति देता है कि एक प्रयोगात्मक कानून (जैसे डी Ceuvel के रूप में, उदाहरण Z.1) ऊर्जा सहकारी समितियों अपने स्वयं के वितरण प्रणाली ऑपरेटर बनने के लिए अनुमति देने के लिए, जैसे कि वे एक मीटर कनेक्शन के पीछे थे। यह कानून पहले उल्लिखित कानूनी बाधाओं के डच नियामक निकायों के बीच जागरूकता का संकेत है, और इसलिए माइक्रोग्रिड विकास को बेहतर ढंग से समायोजित करने के लिए निकट भविष्य में संशोधित करने के लिए वर्तमान बिजली कानून का नेतृत्व करेगा।

    मछली और पौधे के उत्पादन के लिए इलाज किए गए काले पानी का पुन: उपयोग करने के संबंध में यूरोपीय संघ के अधिकांश देशों में कुछ कानूनी बाधाएं भी हैं, क्योंकि यह सुनिश्चित किया जाना चाहिए कि मानव रोगजनक पूरी तरह समाप्त हो जाएं। एक्वापोनिक्स के कानूनी ढांचे के बारे में अधिक जानकारी चैप। 20 में पाई जा सकती है।

  7. 15.7 निष्कर्ष

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    इस शोध का लक्ष्य लचीलापन और आत्मनिर्भरता की डिग्री को मापना था जो एक एक्वापोनिक्स एकीकृत माइक्रोग्रिड प्रदान कर सकता है। इस उत्तर को प्राप्त करने के लिए, 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।

    परिणाम का वादा कर रहे हैं: उच्च तापीय द्रव्यमान, लचीला पंप और अनुकूली प्रकाश की वजह से एक्वापोनिक प्रणाली में निहित लचीलापन के उच्च स्तर के लिए धन्यवाद, आत्मनिर्भरता के समग्र डिग्री 95.38% है, यह लगभग पूरी तरह से आत्मनिर्भर और ग्रिड स्वतंत्र बना रही है। एक्वापोनिक्स प्रणाली 38.3% बिजली की खपत और 51.4% गर्मी की खपत के लिए जिम्मेदार होने के साथ, कुल प्रणाली की ऊर्जा संतुलन पर एक्वापोनिक्स सुविधा का प्रभाव बहुत अधिक है।

    इससे पहले शोध (डी ग्राफ 2018) ने संकेत दिया है कि सीएचपी चलाने के लिए बाहरी बायोमास स्रोत पर भरोसा किए बिना 60% से अधिक आत्म-खपत स्तर हासिल करना बहुत मुश्किल है। यहां तक कि इस स्रोत के साथ, अधिकतम तकनीक-आर्थिक रूप से व्यवहार्य आत्म-खपत 89% से अधिक नहीं थी। स्मार्टवुड में, सीएचपी के लिए बायोमास इनपुट आंशिक रूप से एक्वापोनिक सिस्टम से प्राप्त होते हैं, और भूरे और काले पानी की रीसाइक्लिंग। बाहरी बायोमास इनपुट पर कम निर्भरता के साथ संयुक्त एक उच्च आत्म-खपत, और 95% की परिणामी आत्म-खपत, प्रस्तावित एक्वापोनिक-एकीकृत माइक्रोग्रिड लेखकों को ज्ञात किसी भी अन्य नवीकरणीय माइक्रोग्रिड की तुलना में आत्मनिर्भरता बिंदु से बेहतर प्रदर्शन करता है।

    इस अध्याय के लेखक इसलिए दृढ़ता से मानते हैं कि पर्याप्त प्रयोग के साथ, माइक्रोग्रिड के भीतर एक्वापोनिक ग्रीनहाउस सिस्टम को एकीकृत करने से स्थानीय स्तर पर अत्यधिक आत्मनिर्भर भोजन-जल-ऊर्जा प्रणाली बनाने की बड़ी क्षमता होती है।