Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/8875
Title: Τεχνοοικονομική μελέτη υβριδικού συστήματος ανανεώσιμων πηγών ενέργειας
Authors: Κατσιφής, Δημήτρης
Keywords: Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
Υβριδικά συστήματα παραγωγής ενέργειας
Keywords (translated): Renewable energy sources
Abstract: Η συνεχής αύξηση των ενεργειακών αναγκών του σύγχρονου πολιτισμού ,σε συνδυασμό με την μείωση των αποθεμάτων καυσίμου των συμβατικών μορφών ενέργειας και την περιβαλλοντική επιβάρυνση από τα απόβλητα τους έχουν αναγάγει το ενεργειακό πρόβλημα σε μείζων κοινωνικό ζήτημα με πολλές προεκτάσεις και επιτακτική ανάγκη υγιούς επίλυσής του. Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας λόγω του αέναου χαρακτήρα και των περιβαλλοντικά φιλικών χαρακτηριστικών του καυσίμου τους, προκρίνονται ως η πλέων ενδεδειγμένη λύση στο πρόβλημα. Αυξανόμενη τάση παρατηρείται για σχεδιασμό και υλοποίηση ενεργειακά ανεξάρτητων συστημάτων κατοικιών μέσω χρήσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Ζητήματα μετατροπής και αποθήκευσης ενέργειας προκύπτουν λόγω της έλλειψης σταθερότητας στην παραγωγή ενέργειας μέσα στο εικοσιτετράωρο ανάλογα με τα χαρακτηριστικά της κάθε ενεργειακής μορφής. Η ανάπτυξη υβριδικών συστημάτων που συνδυάζουν δυο η και περισσότερες μορφές ενέργειας αυξάνουν την ενεργειακή αξιοπιστία και περιορίζουν τα ζητήματα σταθερότητας. Στην παρούσα εργασία αναζητείται ο βέλτιστος συνδυασμός υβριδικών συστημάτων με κριτήρια το κόστος, την παραγωγή και τα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά της ενέργειας για την αυτόνομη ηλεκτροδότηση νησιωτικών περιοχών. Με χρήση συνδυασμών διαφορετικών, κυρίως ανανεώσιμών, μορφών ενέργειας (ηλιακή, αιολική υδρογόνου, πετρελαίου) μελετήθηκαν οι εξής 5 συνδυασμοί: • Φωτοβολταϊκά με γεννήτρια πετρελαίου • Ανεμογεννήτρια με γεννήτρια πετρελαίου • Φωτοβολταϊκά με ανεμογεννήτρια • Φωτοβολταϊκά με κυψέλες καυσίμου • Φωτοβολταϊκά με ανεμογεννήτρια και γεννήτρια πετρελαίου Στο Κεφάλαιο 1 γίνεται μια εισαγωγή και ιστορική αναδρομή στις Α.Π.Ε., σε συνδυασμό με την παρούσα κατάσταση στην Ελλάδα. Επίσης γίνεται μια εισαγωγή στα υβριδικά συστήματα και στα πλεονεκτήματά τους. Στα Κεφάλαια 2-5 παραθέτονται οι τεχνολογίες των χρησιμοποιούμενων Α.Π.Ε.. Φωτοβολταϊκά , ανεμογεννήτριες, fuel cell, συσσωρευτές και μετατροπείς ενέργειας αναλύονται με βάση τον τρόπο λειτουργίας τους και τα τεχνικά χαρακτηριστικά τους. Έπειτα στο 6ο κεφάλαιο παρουσιάζεται το πρόγραμμα που χρησιμοποιήθηκε για τις εξομοιώσεις του κάθε υβριδικού συνδυασμού(HOMER). Αναφέρονται λεπτομερώς οι τρεις λειτουργίες που πραγματοποιεί (εξομοίωση, βελτιστοποίηση, ανάλυση ευαισθησίας) όπως επίσης και τα οικονομικά και τα ηλεκτρικά μεγέθη που αποτυπώνονται στα αποτελέσματα του προγράμματος. Ακολούθως στο Κεφάλαιο 7 αφού γίνεται μια αρχική αναφορά στον τόπο όπου πραγματοποιείται η μελέτη(Δονούσα), καθώς και στην ενεργειακή κατανάλωση των κατοίκων της περιοχής , έπειτα καταγράφονται τα τεχνολογικά στοιχεία των εξαρτημάτων που χρησιμοποιήθηκαν καθώς και οι μεταβλητές που εισήχθησαν στο HOMER. Ακολουθεί η εκτεταμένη περιγραφή του κάθε υβριδικού συστήματος με σχηματικές απεικονίσεις και ερμηνεία των καμπυλών που προκύπτουν από τη προσομοίωση. Τέλος στο Κεφάλαιο 8 πραγματοποιείται σύγκριση των αποτελεσμάτων που προέκυψαν με στόχο την ανεύρεση του βέλτιστου συνδυασμού με βασικά κριτήρια το συνολικό κόστος της επένδυσης, το πλεόνασμα ηλεκτρικής ενέργειας, την ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε kWh και τις ποσότητες ρυπογόνων ουσιών που εκπέμπονται στο περιβάλλον. Το συμπέρασμα που προκύπτει είναι το μέλλον ανήκει στην τεχνολογία του υδρογόνου ως ενέργεια βάσης, σε συνδυασμό με τις υπόλοιπες Α.Π.Ε., ανάλογα με τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της εκάστοτε περιοχής εφαρμογής, αφού ξεπεραστούν βέβαια κάποια εμπόδια οικονομικής κυρίως φύσεως
Abstract (translated): The continuous increase of energy needs in modern civilization, combined with diminishing fuel reserves of conventional energy sources and the environmental impact of their waste have turned the energy problem in a major social issue with many ramifications and the urging need of a healthy solution. Renewable energy sources because of their perpetual nature and environmentally friendly characteristics of the fuel, qualify as an appropriate solution to the problem. An increasing trend is observed for designing and implementing energy-independent housing systems through the use of renewable energy sources. Converting energy and energy storage issues are resulting to the lack of stability in the production of energy within the clock according to the characteristics of each energy form. The development of hybrid systems that combine two or more forms of energy increases energy reliability and reduces stability issues. In this work we sought the optimal combination of hybrid systems by the cost, the production and the environmental characteristics of energy for electrically autonomous island regions. Using different, mainly renewable combinations of energy sources (solar, wind, hydrogen, oil) the following five combinations are studied: • Photovoltaic - Diesel system • Wind Turbine - Diesel system • Wind Turbine - Photovoltaic system • Photovoltaic - Fuel Cell system • Wind Turbine – Photovoltaic-Diesel system Chapter 1 gives an introduction and historical background on renewable energy systems, combined with the current situation in Greece. Furthermore, hybrid systems and their advantages are introduced. In Chapters 2-5 the technologies used by renewable energy systems is introduced. Solar, wind, fuel cell, batteries and power inverters are analyzed based on the way they work and their technical characteristics. The sixth chapter presents the program used for the simulations of each hybrid combination (HOMER). Detailing the three functions performed (simulation, optimization, sensitivity analysis) as well as the economic and power figures reflected in the results of the program. Then in Chapter 7 after an initial reference is made to the place the study uses (Donousa), and the energy consumption of its residents, the technological elements of the parts used are listed and the variables introduced in HOMER are presented . Following extensive description of each hybrid system with schematic illustrations and interpretation of the curves obtained by the simulation. Finally in Chapter 8, a comparison of the results in order to find the optimal combination. The basic criteria used are the total cost of the investment, the surplus electricity, the annual production of electricity in kWh and quantities of pollutants emitted into the environment. The conclusion is that the future belongs to hydrogen technology as an energy basis, in conjunction with other renewable energy systems, depending on the particular characteristics of the area of application, after overcoming
Appears in Collections:Τμήμα Ηλεκτρολ. Μηχαν. και Τεχνολ. Υπολογ. (ΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
διπλωματικη τελ..pdf3.65 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.