Πλοήγηση ανά Συγγραφέας "Kallitsounakis, Nikolaos"

Τώρα δείχνει 1 - 1 of 1
  • Μικρογραφία εικόνας
    Τεκμήριο
    Διαστασιολόγηση, χωροθέτηση και οικονομοτεχνική ανάλυση σεναρίων υβριδικού σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στο νησί της Λέρου
    (ΕΛΜΕΠΑ, Σχολή Μηχανικών (ΣΜΗΧ), Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών, 2025-07-03) Καλλιτσουνάκης, Νικόλαος; Kallitsounakis, Nikolaos; Κατσαπρακάκης, Δημήτριος; Katsaprakakis, Dimitrios
    Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας μελετώνται 3 σενάρια υβριδικού σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στο νησί της Λέρου. Αρχικά παρατίθεται η έννοια των Μη Διασυνδεδεμένων Νησιών (Μ.Δ.Ν.) δίνοντας έμφαση στις προκλήσεις και στις ευκαιρίες που δημιουργούνται. Στη συνέχεια παρουσιάζεται η λειτουργία των υβριδικών σταθμών και προβάλλονται ενδεικτικά δύο ελληνικά παραδείγματα αυτών, οι υβριδικοί σταθμοί στην Ικαρία και στην Τήλο. Η βασική ενότητα της εργασίας, η οποία εστιάζει στη μελέτη των σεναρίων, ξεκινά με τη συγκέντρωση στοιχείων για το νησί της Λέρου και για το ενεργειακό σύστημα Κω-Καλύμνου, στο οποίο ανήκει το νησί της Λέρου. Η διαστασιολόγηση του πρώτου σεναρίου βασίζεται σε μια χρονοσειρά ζήτησης ισχύος, η οποία αποτελεί το άθροισμα δύο χρονοσειρών. Η πρώτη αντιστοιχεί στις ηλεκτρικές ανάγκες του νησιού. Για να υπολογιστεί, αξιοποιείται η αντίστοιχη χρονοσειρά ολόκληρου του συστήματος Κω-Καλύμνου και με πληθυσμιακή αναγωγή υπολογίζεται η ζητούμενη. Η δεύτερη αντιστοιχεί στις ανάγκες φορτιστών ηλεκτρικών αυτοκινήτων, οι οποίοι θα καλύψουν τις ανάγκες μετακίνησης των μόνιμων κατοίκων του νησιού, θεωρώντας πως τα αυτοκίνητα των πολιτών θα αντικατασταθούν μελλοντικά στο σύνολο τους από ηλεκτροκίνητα. Η συγκεκριμένη χρονοσειρά προκύπτει βάσει του στόλου των αυτοκινήτων που βρίσκονται στο νησί της Λέρου, ενώ το ωριαίο προφίλ της από δεδομένα ημερήσιας ποσοστιαίας απασχόλησης φορτιστών ανάλογα του σημείου εγκατάστασής τους. Ο υβριδικός σταθμός, ο οποίος μελετάται στο πρώτο σενάριο, αποτελείται από ένα αιολικό πάρκο εγκατεστημένης ισχύος 18 MW και ένα αναστρέψιμο υδροηλεκτρικό, με εγκατεστημένη ισχύ αντλιοστασίου 15,5 MW και εγκατεστημένη ισχύ υδροστροβίλων 13,5 MW. Θεωρήθηκε πως ο συγκεκριμένος συνδυασμός αποτελεί τη βέλτιστη μεθοδολογία κάλυψης των ενεργειακών αναγκών ενός απομονωμένου ηλεκτρικά νησιού. Παρουσιάζεται ο αλγόριθμος λειτουργίας του σε ωριαίο βήμα, περιορίζοντας την απευθείας διείσδυση του αιολικού πάρκου, με σκοπό τη διατήρηση της ευρωστίας του συστήματος. Έπειτα αναλύεται το διαθέσιμο αιολικό δυναμικό με τη χρήση Excel, Python και WAsP. Αφού γίνει η πρωταρχική αξιολόγηση, ψηφιοποιούνται οι χάρτες της Λέρου σε περιβάλλον AutoCAD, με σκοπό τη δημιουργία του χάρτη αιολικού δυναμικού του νησιού, χρησιμοποιώντας την υπολογιστική προσομοίωση του WAsP. Γίνεται η επιλογή του κατάλληλου μοντέλου ανεμογεννήτριας βάσει των αναγκών του συστήματος και παρουσιάζονται τα σημαντικότερα κριτήρια χωροθέτησης του αιολικού πάρκου. Ακολουθεί η μελέτη του αναστρέψιμου υδροηλεκτρικού, όπου πραγματοποιείται η τρισδιάστατη σχεδίαση της άνω δεξαμενής. Η τρισδιάστατη σχεδίαση της άνω δεξαμενής πραγματοποιήθηκε στο λογισμικό Autodesk Fusion. Τα τμήματα των σωληνώσεων διαστασιολογήθηκαν ανάλογα με την απαιτούμενη αντοχή τους σε πίεση και την απαιτούμενη παροχή όγκου του εργαζόμενου μέσου και αποτυπώθηκαν τρισδιάστατα σε χάρτες ανάγλυφου του νησιού στο σημείο εγκατάστασης του αναστρέψιμου υδροηλεκτρικού. Η μελέτη του πρώτου σεναρίου ολοκληρώνεται εκπονώντας οικονομοτεχνική μελέτη καθώς και ανάλυση ευαισθησίας του έργου συναρτήσει της τιμής πώλησης της ενέργειας, με τη βιωσιμότητα της επένδυσης να ξεκινάει από τα 0,18 €/kWh. Η συνέχεια γίνεται με τη μελέτη των δύο σεναρίων στην περίπτωση διασύνδεσης του συστήματος Κω-Καλύμνου με το ηπειρωτικό δίκτυο. Καθώς η διασύνδεση του συστήματος βρίσκεται σε διαδικασίες σχεδιασμού, επιβάλλεται η τροποποίηση της διείσδυσης της παραγόμενης ενέργειας, από κάλυψη των ωριαίων αναγκών του νησιού, σε σταθερή ημερήσια λειτουργία. Στο δεύτερο σενάριο οι συνιστώσες του υβριδικού σταθμού που διαστασιολογήθηκαν παραμένουν σταθερές, ενώ στο τρίτο σενάριο η εγκατεστημένη ισχύς του υδροδυναμικού σταθμού αυξάνεται βάσει της χωρητικότητας αποθήκευσης ενέργειας της δεξαμενής του αναστρέψιμου υδροηλεκτρικού, με σκοπό την αύξηση της ενεργειακής ασφάλειας του νησιού. Συγκεκριμένα, η εγκατεστημένη ισχύς αυξάνεται σε 20 MW και 22 MW για τους υδροστροβίλους και το αντλιοστάσιο αντίστοιχα. Παρομοίως με το πρώτο, και τα δύο αυτά σενάρια αξιολογούνται επενδυτικά, εξάγοντας τους βασικούς επενδυτικούς δείκτες για το εκάστοτε σενάριο. Ο υπολογισμός των χρηματοροών σε αυτά τα δύο σενάρια, καθώς η τιμή πώλησης δεν θα είναι σταθερή, θα εξαρτάται από το χρηματιστήριο ενέργειας. Αξιοποιούνται στατιστικά στοιχεία της τιμής πώλησης της ενέργειας σε βάθος 25 ετών, με τα αποτελέσματα να υποδεικνύουν θετική προοπτική.