Energetika 3 B Rendszerszemllet megkzelts A rendszer fogalma

Energetika 3 B. Rendszerszemléletű megközelítés

A rendszer fogalma, a rendszer leírása, rendszerkapcsolatok RENDSZERELMÉLETI BEVEZETÉS

Összefüggések Mivel áll kapcsolatban az energetika? fenntarthatóság, környezetvédelem TERMÉSZETI KÖRNYEZET ENERGETIKA ÉPÍTETT KÖRNYEZET szennyezőanyagok energia nyersanyagok, erőforrások

Összefüggések Mivel áll kapcsolatban az energetika? társadalmi jólét, gazdasági fejlődés TÁRSADALOM ENERGETIKA GAZDASÁG tőke energia munka

Összefüggések Mivel áll kapcsolatban az energetika? TECHNOLÓGIA innováció, technológiai fejlődés ENERGETIKA eszközök és eljárások energia tőke

Rendszerelmélet RENDSZER = Elemek együttese, melyeket kölcsönös függőség kapcsol össze. Cirkuláris okság: egy elem hat a többire Hierarchikus struktúra: rész/alrendszerek Nonszummativitás: a részek összesége nem az egész (szinergia: 2+2=5; diszfunkció: 2+2=3) Homeosztázis: törekvés az állandóságra Autoregularitás: önszabályozó funkciók Ekvifinalitás: több út, azonos cél Morfogenezis: képesség a változásra, alkalmazkodásra Karl Ludwig von Bertalanffy (1901 -1972)

Rendszerelmélet További rendszer fogalmak Russel L. Ackoff: kölcsönös kapcsolatban álló elemek halmaza Mihajlo D. Mesarović (Михајло Д. Месаровић): halmazelméleti reláció V. N. Szadovszkij (В. Н. Садовский): elemek meghatározott módon rendezett halmaza

Modellezés filozófiája • Ockham (Occam) borotvája – lex parsimoniae = takarékosság (tömörség) elve – „Pluralitas non est ponenda sine necessitate” – A sokaság szükségtelenül nem tételezendő – általában az egyszerűbb megoldás a helyes William Ockham (kb. 1285– 1348) angol nemzetiségű ferences rendi szerzetes

Modellezés filozófiája Neumann János a modellekről: „… a tudomány nem magyarázni próbál, alig próbál interpretálni – a tudomány főként modelleket állít fel. A modellen olyan matematikai konstrukciót értünk, amely – bizonyos szóbeli értelmezést Budapest, 1903. hozzáadva – leírja a megfigyelt december 28. – jelenségeket. Az ilyen matematikai Washington, 1957. február 8. , magyar konstrukciókat kizárólag és származású matematikus pontosan az igazolja, hogy működnek. ”

Modellalkotás Köztes (…) modell Matematikai modell (megoldás) interpretáció s, é d sö ok ű r ze olás s y eg nyag elha Valóság (probléma)

Alapfogalmak • modell – a modell hasonló a modellezetthez, vagyis az modell, ami a modellezettel hasonlósági relációban van – eszmeileg elképzelt vagy anyagilag realizált rendszer, amely visszatükrözve vagy reprodukálva a kutatás objektumát képes helyettesíteni • hasonlóság – szerkezeti (vagy strukturális) – működési (vagy funkcionális) és – formai (vagy geometriai, tágabb értelemben: topológiai) hasonlóság

Alapfogalmak - Rendszertípusok Rendszerek felosztása a IIASA szerint • Közgazdasági rendszerek: – nemzetközi kereskedelem és gazdaság, – nemzetközi gazdaságtervezés, fejlesztés és irányítás, – ágazati és ipari tervezés. • Emberi és társadalmi rendszerek: – – – – népesség, városi és regionális tervezés, fejlesztés és vezetés, lakáshelyzet, oktatás, képzés, egészségügyi szolgáltatások (tervezés, szervezés, az ellátás irányítása), társadalmi és jóléti szolgáltatások, munkaerőképzés és -elhelyezés, biztonsági szolgáltatások, igazságszolgáltatás. IIASA: International Institute for Applied Systems Analysis, http: //www. iiasa. ac. at

Alapfogalmak - Rendszertípusok • • Erőforrások és környezeti rendszerek: – ásványi nyersanyagok, beleértve az energiahordozókat, – vízforrások, beleértve az energetikai felhasználásokat, – éghajlat, – környezet, – ökológia, – mezőgazdaság, beleértve az erdőgazdaságot és állattenyésztést. Ipari rendszerek: – kutatás és fejlesztés (beleértve az új technológiákat), – tervezés és irányítás, – termelés és elosztás, – energiaágazat, – petrolkémia, – elektronika, – szállítóeszközök tervezése (pl. gépkocsi, repülőgép), – élelmiszerelosztás, – textil - és ruházati ipar, – nukleáris energia.

Alapfogalmak - Rendszertípusok • Biológiai rendszerek: – elemi biológiai rendszerek, – humán biológia és pszichológia, – bionika: az emberi és más biológiai funkciók modellezése. • Információs és számítógép rendszerek: – – távközlési és számítógépes hálózatok, információtárolás és - visszakeresés, számítógép hardver és szoftver tervezés és kiválasztás, vezetési információs rendszerek. – – – mezőgazdaság - élelmiszer - népesség, energia - környezet - ipar, ipar - környezet - egészségügy, területi ipari komplexumok, globális és regionális rendszerek. • Külön csoport az ún. integrált rendszerek:

Modellek jellemzői – osztályozás Modell Hasonlóság szerkezeti Típus anyagi Rendszer gondolati pszichikai működési elektromos szimbolikus társadalmi formai mechanikai verbális termelési termikus ikonikus fizikai . . .

Modellek csoportosítása Modell funkció struktúra szempont (hasonlóság) jelleg probléma megoldó ikonikus formai leíró analóg szerkezeti gondolati heurisztikus előíró szimbolikus működési verbális szimulációs szemléltető kvalitatív (minőségi) folyamat kvantitatív (mennyiségi) sztochasztikus statikus dinamikus

Társadalmi rendszer A világ népessége Népesség, milliárd fő 6 5 4 3 2 1 0 10, 000 BC 8000 6000 4000 2000 AD 1 1000 2000

Társadalmi rendszer Nettó növekedési ráta, %/a A népességnövekedési ráta 2. 2 2. 0 1. 8 1. 6 1. 4 1. 2 1. 0 0. 8 0. 6 0. 4 0. 2 0 1960 1970 1980 1990 2000 2010 év 2020 2030 2040

Természeti környezet (erőforrások) Hubbert eredeti diagramja 1956 -ból M. King Hubbert (1903– 89)

Kimerülő erőforrások Norvégia olajkitermelése Világtrendek Forrás: World Energy Outlook 2013

Kimerülő erőforrások Többciklusú Hubbert-model Venezuela olajkitermelése Forrás: Ibrahim Sami Nashawi, Adel Malallah, and Mohammed Al-Bisharah, Forecasting World Crude Oil Production Using Multicyclic Hubbert Model Energy Fuels 2010, 24, 1788– 1800

Technológiai változások 1. - 1784 • gépesítés, • gőzgépek 2. - 1870 • tömeg-gyártás, • villamosítás 4. napjaink 3. - 1969 • automatizálás, • robottechnika • kibertechnológia, • digitalizáció energetikai hatékonyság javulása Előláb-szöveg 2021. 05. 21. 22

Gazdasági folyamatok Nagy időközű ciklikusság – Kondratyevciklus változások gazdasági változások Technológiai gőzgép Elektromosság, Vasút, nehézipar acélgyártás mobilizáció (olajipar) infokomm Vitatott elmélet 50. . 80 éves ciklusidő Никола й Дми триевич Кондра тьев, 1892 -1938

Kondratyev-hullám (USA) Forrás: http: //www. safehaven. com/article/23510/kondratiev-is-alive-and-well

Kondratyev-évszakok Forrás: http: //afterthemillennials. com/the-patterns-of-change/