Το κεντρικό ζήτημα που διαπραγματεύεται η παρούσα διπλωματική εργασία είναι το θέμα της διαχείρισης των απορριμμάτων στις σύγχρονες κοινωνίες με προσανατολισμό την αξιοποίησή τους και την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Στην Ελλάδα σήμερα παράγονται ημερησίως περίπου 15.000 τόνοι απορριμμάτων, δηλαδή περίπου 5,5 εκατομμύρια τόνοι ετησίως, τα μισά από τα οποία στην Αττική. Μόνο ο όγκος αυτών των απορριμμάτων αποτελεί ζήτημα προς επίλυση. Μέχρι σήμερα ο τρόπος που κυριαρχεί στη διαχείριση αυτού του όγκου απορριμμάτων είναι οι Χώροι Υγειονομικής Ταφής Απορριμμάτων (ΧΥΤΑ). Εδώ πρέπει να σημειώσουμε ότι από το 2008, η Ευρωπαϊκή Ένωση έχει απαγορεύσει την κατασκευή νέων ΧΥΤΑ και έχει επιβάλλει τη μετατροπή των υφιστάμενων ΧΥΤΑ ως ΧΥΤΥ (Χώροι Υγειονομικής Ταφής Υπολειμμάτων). Η δημιουργία ΧΥΤΥ προϋποθέτει χημική επεξεργασία υπολειμμάτων πριν ταφούν και έχει κύκλο ζωής από είκοσι έως τριάντα χρόνια. Στους ΧΥΤΑ σήμερα θάβεται περίπου το 90% του συνολικού όγκου των απορριμμάτων, γεγονός που έχει σημαντικές συνέπειες για το περιβάλλον και τον άνθρωπο, είτε λόγω της εκροής μεθανίου στον αέρα είτε λόγω της μόλυνσης των λεκανών απορροής και των υπογείων υδάτων. Οι ΧΥΤΑ διακρίνονται σε νόμιμους και παράνομους. Νόμιμοι είναι αυτοί που έχουν χωροθετηθεί και διαθέτουν στοιχειώδεις, έστω, μελέτες και μια υποτυπώδη διαχείριση. Δίνουν όμως και τη δυνατότητα ελέγχου και συγκέντρωσης στοιχείων για τα απορρίμματα και επομένως για τους πιθανούς τρόπους επίλυσης του προβλήματος αυτού. Παράλληλα μεγαλύτερο πρόβλημα αποτελούν οι παράνομες χωματερές που λειτουργούν ως τέτοιες αλλά και οι κάθε είδους τυχαίοι χώροι όπως ποτάμια, ρέματα, παραλίες, θάλασσες, λίμνες και κάθε είδους χώροι στην ύπαιθρο που μπορεί να φτάσει κάποιος. Τα προβλήματα που δημιουργούνται από την ανεξέλεγκτη απόθεση των απορριμμάτων ή από την ξεπερασμένη μέθοδο των ΧΥΤΑ δεν είναι στενά περιβαλλοντικά. Οι επιπτώσεις αυτών των πρακτικών είναι επίσης κοινωνικές και οικονομικές και σε πολλά επίπεδα. Από τα προφανή που αφορούν τη μείωση της αξίας της γης κοντά στους χώρους αυτούς, τη μείωση της αξίας των προϊόντων που παράγονται πλησίον των χώρων αυτών, τους αντίστοιχους περιορισμούς στην οικιστική ανάπτυξη αλλά και σε επιχειρηματικά σχέδια. Κεντρικό ζήτημα αυτού του είδους αποτελεί και το πλήγμα στον τουρισμό, ειδικά σε περιοχές που αυτή η οικονομική δραστηριότητα αποτελεί βασική πηγή εισοδημάτων. Σε κάθε περίπτωση, όμως, δεν πρέπει να μας διαφεύγει το γεγονός ότι είναι λάθος μια θεώρηση που αντιμετωπίζει τα απορρίμματα ως «πράγματα για πέταγμα, σκουπίδια». Αυτή η θεώρηση είναι η κεντρική φιλοσοφία της συνέχισης της λειτουργίας πάσης φύσης χωματερών, νόμιμων και μη. Η σύγχρονη αντίληψη σχετικά με τα απορρίμματα αφορά μαζί με την περιβαλλοντική προστασία και τη δημιουργία νέας αξίας. Αφορά, δηλαδή, την ανάπτυξη μεθόδων για την αξιοποίηση των απορριμμάτων με διάφορους στόχους. Ανακύκλωση, παραγωγή νέων προϊόντων, παραγωγή παραπροϊόντων, ενεργειακή αξιοποίηση, κλπ. Στην εργασία αυτή γίνεται αναφορά σε όλες τις μεθόδους αξιοποίησης των απορριμμάτων ενώ επικεντρωνόμαστε στη θερμική επεξεργασία ως κύρια μέθοδο ενεργειακής αξιοποίησης. Η θερμική επεξεργασία και κυρίως η καύση των απορριμμάτων είναι μια πρακτική ευρέως διαδεδομένη στην Ευρώπη για την οποία υπάρχουν επισήμως προδιαγραφές από την Ευρωπαϊκή Ένωση από το 1999, μέσω της οδηγίας 2000/76/EC. Στις περισσότερες χώρες της Ευρώπης λειτουργούν εργοστάσια καύσης των απορριμμάτων με σκοπό την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας παράλληλα με τη μείωση του συνολικού όγκου τους αλλά και την αδρανοποίηση – εξουδετέρωση τοξικών – μολυσματικών παραγόντων. Η διαδικασία της καύσης δε γίνεται χωρίς προεπεξεργασία. Απαιτεί προηγούμενες διεργασίες που αφορούν τη διαλογή, τη μηχανική επεξεργασία, πριν καταλήξουν τα απορρίμματα στη διαδικασία της καύσης. Επομένως, ως μέθοδος η καύση συμβάλλει στη γενικότερη αξιοποίηση των απορριμμάτων και ενισχύει και άλλες μεθόδους και δεν τις καταργεί. Χαρακτηριστικά παραδείγματα τέτοιων πρακτικών είναι διαδεδομένα σε χώρες της Ευρώπης που θεωρούνται πρωτοποριακές στις οικολογικές πρακτικές, όπως η Δανία και η Σουηδία. Βεβαίως υπάρχουν και τα μειονεκτήματα της μεθόδου. Αυτά αφορούν την εκπομπή αερίων και βαρέων μετάλλων από τις μονάδες καύσης τα οποία είναι επιβλαβή για το περιβάλλον και τους ανθρώπους. Όμως η πρόοδος στον τομέα αυτό είναι ραγδαία, οι κανονισμοί αυστηροί, οι πρακτικές βελτιούμενες και, σε τελευταία ανάλυση, το ερώτημα που πρέπει να απαντηθεί δεν είναι αν υπάρχει μια μέθοδος που έχει μόνο πλεονεκτήματα και καθόλου μειονεκτήματα αλλά από τις διαθέσιμες μεθόδους ποια είναι η βέλτιστη. / The central issue that this thesis negotiates is the issue of waste management in modern societies oriented exploitation and production of electricity. In Greece approximately 15,000 tonnes of waste are produced per day, approximately 5.5 million tons annually, half of them in Athens. Only the volume of such waste is an issue to be resolved. Until now the predominant way to manage this volume of waste is the Waste Landfills (landfills). Here we must note that since 2008, the European Union has banned the construction of new landfills and has required the conversion of existing landfills as landfills (landfill debris). The creation of landfills requires chemical treatment before waste is buried, and provides a life cycle of twenty to thirty years. Today about 90% of the total volume of waste is buried in landfills, which has important consequences for the environment and humans, either because of the outflow of methane in air or due to contamination of watersheds and groundwater. Landfills are divided into legal and illegal. Legitimate are those who have sited and elementary, at least, a rudimentary studies and management. They, however, have to control and collect data on waste and therefore allow to search for the possible ways to solve this problem. At the same time the biggest problem is illegal landfills operated as such and all kinds of random places such as rivers, streams, beaches, seas, lakes and all kinds of outdoor spaces that can be reached. The problems created by uncontrolled dumping of waste or the outdated method of landfills are not closely environmentally. The effects of these practices are also social and economic and on many levels. From the obvious results to the reduction in value of land near these areas, reducing the value of products produced near these sites, the corresponding restrictions on residential development and business plans. The central question of this kind is the blow to tourism, especially in areas that economic activity is a major source of income. In each case, however, we must not overlook the fact that it is a wrong approach that addresses the waste as "throwing things, garbage." This approach is the central concept of its continuation in landfills of every kind, legal or not. The modern concept of waste is one with regard to environmental protection and new value creation. This means, the development of methods for the utilization of waste with different objectives. Recycling, manufacturing new products, meat production, energy use, etc. In this paper we refer to all methods of waste utilization and we focus on the thermal treatment as the primary method of energy recovery. The heat treatment and especially the burning of waste is a widespread practice in Europe for which there is a formally issued guideline from the European Union from 1999 through (Directive 2000/76/EC). In most European countries plants for burning waste operate to generate electricity while reducing the total volume and the inactivation - neutralizing toxic – infectious agents. The burning process is done without pretreatment. It requires previous processes for the sorting, mechanical processing, before ending up in waste combustion process. Therefore, as a method of burning contributes to the overall utilization of waste and strengthens and other methods and do not confront with them. Examples of such practices are widespread in European countries that are considered innovative in ecological practices, such as Denmark and Sweden. Certainly there are disadvantages of the method. These relate to the emission of gases and heavy metals from combustion plants which are harmful to the environment and people. But progress in this area is rapid, strict regulations, practices improved and, ultimately, the question to be answered is not whether there is a method that has only advantages and no disadvantages, but from the methods available, which one is the optimum.

Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εισαγωγή στην Απελευθέρωση της Αγοράς ηλεκτρικής ενεργείας στη χώρα μας. Η κοινοτική οδηγία 96/92 άνοιξε «τους ασκούς του Αιόλου» για το συγκεκριμένο εγχείρημα και η Ελλάδα εναρμονίζεται με τις ευρωπαϊκές συντεταγμένες μέσω του νόμου 2773/99.Ο παραπάνω νόμος καθορίζει τη σύσταση της ΡΑΕ και του ΔΕΣΜΗΕ αλλά και τις αρμοδιότητες των, όπως και αυτές της ΔΕΗ.Αργότερα με το νόμο 4001/2011 έχουμε την σύσταση των ΑΔΜΗΕ και ΛΑΓΗΕ οι οποίοι επιμερίζονται τις μέχρι τότε ευθύνες του ΔΕΜΗΕ. Οι συνεχείς τροποποιήσεις του νομοθετικού πλαισίου έδωσαν συγκεκριμένο ρόλο στους παράγοντες της Αγοράς. Στο δεύτερο κεφάλαιο γνωρίζουμε τον Κώδικα Διαχείρισης Συστήματος και Συναλλαγών Ηλεκτρικής Ενέργειας. Τα κύρια περιεχόμενα του Κώδικα είναι: οι Γενικές Αρχές, ο Ημερήσιος Ενεργειακός Προγραμματισμός, η Κατανομή Φορτίου σε πραγματικό χρόνο, η Μέτρηση Παραγωγής και Κατανάλωσης, η Εκκαθάριση Αποκλίσεων, ο Μηχανισμός Διασφάλισης Επάρκειας Ισχύος, η Λειτουργία, συντήρηση, ανάπτυξη και χρήση Φυσικού Συστήματος, και σύνδεση Χρηστών με αυτό. Οι επιμέρους αγορές και μηχανισμοί που δημιουργούνται από τον Κώδικα είναι η Χονδρεμπορική Αγορά Ενέργειας(ουσιαστικά ο Ημερήσιος Ενεργειακός Προγραμματισμός όπως θα δούμε παρακάτω), η Αγορά Μακροχρόνιας Αξιοπιστίας Ισχύος(που λειτουργεί σαν δικλείδα ασφαλείας για τους παραγωγούς και τους προμηθευτές) και ο Μηχανισμός Εκκαθάρισης Αποκλίσεων (που φροντίζει για την ισορροπία των συναλλαγών την Ημέρα Κατανομής). Το τρίτο κεφάλαιο αναφέρεται στον Ημερήσιο Ενεργειακό Προγραμματισμό (ΗΕΠ). Σκοπός του ΗΕΠ είναι ελαχιστοποίηση της συνολικής δαπάνης για την εξυπηρέτηση του φορτίου ηλεκτρικής ενέργειας σε κάθε Ηµέρα Κατανοµής υπό όρους καλής και ασφαλούς λειτουργίας του Συστήµατος και διασφάλισης επαρκών εφεδρειών. Στον ΗΕΠ μπορούν να συμμετάσχουν παραγωγοί και εισαγωγείς ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και προμηθευτές, αυτοπρομηθευόμενοι πελάτες και εξαγωγείς ενέργειας (Εκπρόσωποι Φορτίου). Επιπλέον γίνεται αναφορά στη Δήλωση Φορτίου. Δηλώσεις Φορτίων υποβάλλονται από τους «Εκπροσώπους» και αφορούν απορρόφηση ηλεκτρικής ενέργειας από Μετρητή Πελάτη ή ηλεκτρική ενέργεια προς εξαγωγή.Το Περιεχόµενο ∆ηλώσεων Φορτίου αναλόγως τον Εκπροσωπο. Αρχικά έχουμε μη τιµολογούµενες ∆ηλώσεις για κατανάλωση στην Ελλάδα, οι οποίες δηλώνουν την ποσότητα ενέργειας για κάθε Περίοδο κατανοµής της Ηµέρας Κατανοµής που προτίθεται να απορροφήσει κάθε Εκπρόσωπος Φορτίου.Όμως για εξαγωγές και άντληση έχουμε τιµολογούµενες ∆ηλώσεις οι οποίες περιλαµβάνουν ζεύγη τιµών - ποσότητας ενέργειας για κάθε Περίοδο κατανοµής της Ηµέρας Κατανοµής που προτίθεται να απορροφήσει κάθε Εκπρόσωπος Φορτίου, αναλόγως της τιµής ηλεκτρικής ενέργειας. Για τα ζήτημα της προθεσμίας υποβολής Δηλώσεων Φορτίου,τις συνέπειες μη υποβολής και τον έλεγχο κάλυψης χρηματικών υποχρεώσεων από τον Εκπρόσωπο υπεύθυνος είναι ο ΛΑΓΗΕ σε συνεργασία με τον ΑΔΜΗΕ. Στο ίδιο κεφάλαιο μελετάμε και τις Προσφορές Έγχυσης. Υποβάλλονται από τους Παραγωγούς (κατόχους άδειας παραγωγής), και δευτερευόντως από κατόχους Άδειας Προμήθειες και Αυτοπρομηθευόμενους Πελάτες, καθώς και σε συγκεκριμένες περιπτώσεις από το Λειτουργό σε συνεργασία με τον Διαχειριστή. Οι Προσφορές Έγχυσης υποβάλλονται υποχρεωτικά και χωριστά για κάθε Μονάδα Παραγωγής.Για άλλη μια φορά ΛΑΓΗΕ και ΑΔΜΗΕ ελέγχουν την νόμιμη υποβολή της Προσφοράς,το περιεχόμενο αλλά και την προθεσμία. Παρόμοια, έχουμε και τις Προσφορές Εφεδρειών. Ο κάτοχος της άδειας παραγωγής οφείλει να υποβάλλει, χωριστά για κάθε Κατανεμημένη Μονάδα, πλήρως δεσμευτική Προσφορά Εφεδρειών για κάθε Περίοδο Κατανομής κάθε Ημέρας Κατανομής. Επιπλέον εξετάζεται το πρόγραμμα ΗΕΠ δηλαδή ο προγραμματισμός ο οποίος καθορίζει − για κάθε περίοδο της ημέρας στην οποία αναφέρεται ο ΗΕΠ − την παραγωγή Μονάδων που έχουν υποβάλει προσφορές και την ενέργεια τιμολογούμενων εισαγωγών η οποία γίνεται δεκτή, όπως και την παροχή Επικουρικών Υπηρεσιών Εφεδρειών κατά τις Περιόδους Κατανομής της Ημέρας Κατανομής. Η Επίλυση ΗΕΠ προσδιορίζει την Οριακή Τιµή του Συστήµατος για κάθε ώρα της Ηµέρας Κατανοµής, η οποία αντιστοιχεί στην υψηλότερη τιµή βαθµίδος Προσφοράς Έγχυσης που εντάσσεται στο πρόγραµµα ΗΕΠ αλλά και το ιδιο το προγραμμα ΗΕΠ. Η Οριακή Τιμή του Συστήματος (ΟΤΣ) αποτελεί την τιμή της χονδρεμπορικής αγοράς ηλεκτρισμού για παράδοση την επόμενη ημέρα, και αντιστοιχεί στην οριακή αύξηση της βέλτιστης δαπάνης του ΗΕΠ που θα προέκυπτε από οριακή αύξηση του φορτίου του Συστήματος. Εναλλακτικά μπορεί κάποιος να πει ότι η ΟΤΣ αντιστοιχεί εν γένει στο κόστος παραγωγής της «επόμενης MWh» ηλεκτρικής ενέργειας, όπως αυτό προσδιορίζεται από τις προσφορές των μονάδων παραγωγής. Η εκκαθάριση λογαριασμών οι πληρωμές ,οι εισπράξεις και οι διευθετήσεις γίνονται βάσει χρονοδιαγράμματος σε συνεγασία με τον Διαχειριστή. Το τέταρτο κεφάλαιο σχετίζεται με την Κατανομή Φορτίου. Αντικείμενο της Διαδικασίας Κατανομής Φορτίου είναι ο προγραμματισμός της λειτουργίας των Κατανεμόμενων Μονάδων, των Συμβεβλημένων Μονάδων, των Εκτάκτων Εισαγωγών και των Μονάδων Ψυχρής Εφεδρείας, καθώς και η έκδοση των σχετικών Εντολών Κατανομής σε πραγματικό χρόνο από τον Διαχειριστή του Συστήματος, ώστε η συνολική απορρόφηση ηλεκτρικής ενέργειας από το Σύστημα, σύμφωνα με τις προβλέψεις και μετρήσεις του Διαχειριστή του Συστήματος, να διενεργείται υπό όρους καλής και αξιόπιστης λειτουργίας του Συστήματος. Η εκπόνηση του Προγράµµατος Κατανοµής αρχίζει αµέσως µετά το πέρας της επίλυσης του ΗΕΠ. Κατά την προηγούμενη μέρα ο Διαχειριστής καταρτίζει το πρόγραμμα με δεδομένα την πρόβλεψη του φορτίου, τις πληροφορίες που δίνουν οι Συμμετέχοντες και τον ΗΕΠ. Η επίλυση του Προγράµµατος Κατανοµής γίνεται µε µεθοδολογία ανάλογη αυτής της επίλυσης του Προγράµµατος ΗΕΠ και λίγο πριν την Ηµέρα Κατανοµής. Σε πραγματικό χρόνο τώρα,το πρόγραμμα επιλύεται ξανά σε περίπτωση σοβαρής µεταβολής των συνθηκών και γίνεται επεξεργασία τυχόν έκτακτων καταστάσεων καθώς ο Διαχειριστής παρακολουθεί δοκιμάζει και ερευνά ώστε να προλάβει μια οποιαδήποτε ζημιογόνο κατάσταση. Τέλος γίνεται αναφορά και στο Πρόγραµµα Οικονοµικής Φόρτισης των Μονάδων σε Πραγµατικό Χρόνο, (Real Time Dispatch - RTD), ένα επιβοηθητικό εργαλείο για την έκδοση Εντολών Κατανοµής προς τις µονάδες παραγωγής σε πραγµατικό χρόνο λειτουργίας το οποίο είναι απαραίτητο λόγω της πολυπλοκότητας των οικονοµικών προσφορών των Παραγωγών, ενώ µε την ηλεκτρονική µετάδοση των εντολών διευκολύνεται παράλληλα και η καταγραφή τους σε βάσεις δεδοµένων. Στο πέμπτο κεφάλαιο ασχολούμαστε με τις Μετρήσεις και τους Μετρητες. Η Μέτρηση κατέχει κεντρικό ρόλο στην αγορά Ηλεκτρικής Ενέργειας. Η συλλογή και η διαχείριση των Μετρήσεων είναι οι βασικοί παράγοντες για την πρόβλεψη, τον προγραµµατισµό και τη λειτουργία της απελευθερωµένης αγοράς. Καθορίζονται οι αρµοδιότητες και οι ευθύνες των ∆ιαχειριστών του Συστήµατος και του ∆ικτύου και των Χρηστών. Οι Μετρητές που χρησιµοποιούνται για την εφαρµογή του Κώδικα εντάσσονται σε Κατηγορίες Μετρητών και καταχωρούνται στο Μητρώο Καταχωρημένων Μετρητών. Επιπλέον,τηρείται πίνακας αντιστοίχισης Μετρητών και Εκπροσώπων Μετρητών και υποβάλλονται ∆ηλώσεις εκπροσώπησης Μετρητών Φορτίου από τους Εκπροσώπους Φορτίου. Η συλλογή των µετρήσεων των Καταχωρηµένων Μετρητών διενεργείται από τον Διαχειριστή, µε τηλεµέτρηση µέσω του Συστήµατος Αυτόµατης Συλλογής Μετρήσεων (AMR), το οποίο αυτοµάτως µεταβιβάζει τις µετρήσεις σε αρχεία της Βάσης ∆εδοµένων Μετρητών και Μετρήσεων. Οι µετρήσεις υποβάλλονται σε πιστοποίηση, εκτίµηση και διόρθωση όπου είναι απαραίτητο και χρησιµοποιούνται για την εκκαθάριση των αποκλίσεων. Ο Διαχειριστής προς χάριν της διαφάνειας δημοσιεύει τυχόν διορθώσεις οι εκτιμήσεις με τις απαραίτητες πληροφορίες. Στο έκτο κεφάλαιο εχουμε το τμήμα της Εκκαθάρισης Αποκλίσεων. Η συγκεκριμένη διαδικασία καλύπτει την ολοκλήρωση των οικονομικών υποχρεώσεων όλων των Συμμετεχόντων στις διαδικασίες του ΗΕΠ και οι διαδικασίες που περιλαμβάνονται σε αυτή διενεργούνται την επόμενη ημέρα της Ημέρας Κατανομής. Η Εκκαθάριση Αποκλίσεων περιλαμβάνει τη διευθέτηση των συναλλαγών σχετικά με τις Αποκλίσεις Παραγωγής – Ζήτησης, τις Επικουρικές Υπηρεσίες και τους Λογαριασμούς Προσαυξήσεων. Σε ό,τι αφορά τις αποκλίσεις παραγωγής ζήτησης ο Διαχειριστής για κάθε Ημέρα Κατανομής και για κάθε Περίοδο Κατανομής της Ημέρας Κατανομής πραγματοποιεί υπολογισμούς αποκλίσεων ενέργειας για κάθε οντότητα έγχυσης ή απορρόφησης, υπολογισμούς επιβεβλημένων αποκλίσεων ενέργειας για κάθε μονάδα παραγωγής, υπολογισμούς μη επιβεβλημένων αποκλίσεων ενέργειας για κάθε μονάδα παραγωγής, υπολογισμούς, πληρωμών και εισπράξεων για αποκλίσεις Παραγωγής-Ζήτησης καθώς και για επιβεβλημένες ή μη επιβεβλημένες αποκλίσεις ενέργειας από μονάδες παραγωγής, υπολογισμούς πληρωμών και εισπράξεων για αποκλίσεις φορτίου υπολογισμούς πληρωμών και εισπράξεων για αποκλίσεις εισαγωγών/εξαγωγών. Οι πληρωμές και οι εισπράξεις πραγματοποιούνται σε μηνιαία βάση. Περι επικουρικών υπηρεσιών τώρα ο Διαχειριστής φροντίζει να αποζημιώνει τις εκαστοτε μοναδες παραγωγής που λειτουργούν βοηθητικά όταν χρειαστεί καθώς έχει συνάψει μαζί τους από πριν συμφωνία για ενδεχόμενο έκτακτης ανάγκης. Τέλος στο κεφάλαιο αυτό γίνεται και ενδεικτική αναφορά στους λογαριασμούς προσαυξήσεων που τηρεί ο Διαχειριστής. Στο κεφάλαιο 7 αναφέρεται ο Μηχανισμός Διασφάλισης επαρκούς ισχύος. O Μηχανισµός ∆ιασφάλισης Επαρκούς Ισχύος αποσκοπεί στη διασφάλιση µακροχρόνιας διαθεσιµότητας επαρκούς ισχύος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και υποδιαιρείται σε δύο κύρια µέρη, ένα µηχανισµό ελεύθερης εισαγωγής για είσοδο νέου παραγωγικού δυναμικού και ένα μηχανισμό υποχρεωτικής εισαγωγής ώστε να δεσμεύονται οι νέοι παραγωγοί για μελλοντική λειτουργία των μονάδων τους.Στον Μηχανισμό ελεύθερης εισαγωγής οι προµηθευτές οφείλουν να εξασφαλίζουν επαρκείς συµβάσεις (Συµβάσεις ∆ιαθεσιµότητας Ισχύος) µε τους Παραγωγούς, ώστε να ικανοποιούν το αναµενόµενο φορτίο. Οι κάτοχοι άδειας παραγωγής για Μονάδες που είναι εγγεγραµµένες στο Μητρώο Κατανεµόµενων Μονάδων οφείλουν να εκδίδουν και να καταθέτουν στο Μητρώο Α∆Ι, Αποδεικτικά ∆ιαθεσιµότητας Ισχύος για το σύνολο της Καθαρής Ισχύος κάθε Μονάδας Παραγωγής και για κάθε ένα από το τρέχον και τα τέσσερα επόµενα Έτη Αξιοπιστίας κατ’ ελάχιστο,αναλόγως τη διαρκεια. Όταν διαπιστώνεται μελλοντικός κίνδυνος ανεπάρκειας ισχύος, που δεν αναμένεται να καλυφθεί από επιχειρηματικές πρωτοβουλίες των Παραγωγών, ο Διαχειριστής του Συστήματος δύναται κατόπιν διαγωνισμού να προβαίνει σε προαγορά ΣΔΙ, οι οποίες αντιστοιχούν σε νέες Μονάδες Παραγωγής. Ο Διαχειριστής του Συστήματος, προκειμένου να διευκολύνει την αγορά μεταβίβασης των Συμβάσεων Διαθεσιμότητας Ισχύος, προβαίνει σε πλειοδοτική πώληση ΣΔΙ που είναι ελκυστικές για τους εκάστοτε προμυθευτές. Στο κεφάλαιο οχτώ ασχολούμαστε με τη Λειτουργία,τη Συντήρηση, την Ανάπτυξη του Συστήματος και τη Σύνδεση Χρηστών.Σε ό,τι αφορά τη λειτουργία ο Διαχειριστής είναι αυτός που σχεδιάζει τις προδιαγραφές, επεμβαίνει και εκτελεί τους απαραίτητους ελέγχους.Σε ό,τι αφορά τη Συντήρηση έχουμε το προγράμματα απομονώσεων τα οποίο είναι συγκεκριμένο αν και πάλι ανάλογα τις συνθήκες μπορεί να επέμβει ο Διαχειριστής. Η ανάπτυξη είναι πάλι έργο του Διαχειριστή καθώς έως την 1 η Αυγούστου κάθε έτους ο ∆ιαχειριστής του Συστήµατος εκπονεί προσχέδιο Μελέτης Ανάπτυξης του Συστήµατος (ΜΑΣΜ) το οποίο υποβάλλεται στη ΡΑΕ. Η ΜΑΣΜ κινείται με γνώμονα κάθε είδους νέες απαιτήσεις ή βελτίωση της τεχνολογίας. Για τη Σύνδεση των Χρηστών τώρα η διαδικασία περιλαμβάνει την Προσφορά Σύνδεσης, τη Σύμβαση Σύνδεσης, την Υλοποίηση Σύμβασης Σύνδεσης και την Ηλέκτριση του Χρήστη. Ο Διαχειριστής υποχρεούται να λαμβάνει κάθε αναγκαίο μέτρο, ώστε να διασφαλίζεται η νέα σύνδεση με το Σύστημα και χρήση αυτού από το Χρήστη, σύμφωνα με το Κοινοτικό και Εθνικό Δίκαιο. Στο 9 κεφάλαιο αναφέρονται κάποιες απόψεις είτε θέτικες είτε αρνητικές σχετικα με την απελευθέρωση και την μεχρι τώρα πορεία του εγχειρήματος. / -

Τα φυσικά ανάλογα έχουν αποδειχθεί, στο παρελθόν, ιδιαίτερα υποσχόμενα για την κατανόηση της συμπεριφοράς των σύνθετων προσαρμοστικών συστημάτων, συμπεριλαμβανομένων της μακροοικονομίας, των βιολογικών συστημάτων και των κοινωνικών δικτύων, καθώς πολλά από τα σημερινά τεχνικά ερωτήματα μπορούν να μετατραπούν σε ένα πρόβλημα κατανεμημένου οικονομικού ελέγχου. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η κατασκευή κι αξιοποίηση ενός τέτοιου ανάλογου με τη θερμοδυναμική, ατομική και στατιστική φυσική για τη μελέτη της συμπεριφοράς των απελευθερωμένων αγορών ηλεκτρικής ενέργειας. Αρχικά, επιχειρείται η συστημική ανάλυση όλων των συντελεστών, παραγόντων και λειτουργιών μίας αγοράς ηλεκτρισμού, με εκτενή αναφορά στην ελληνική πραγματικότητα, και, στη συνέχεια, αυτή μοντελοποιείται μαθηματικά, μέσω της οικονομικής ανάλυσης των αγορών και της προσέγγισης εκείνων των οικονομικών μοντέλων αγορών που ανταποκρίνονται στα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας. Έπειτα, πραγματοποιείται μία εισαγωγή στην εφαρμοσμένη, κατά τον ίδιο τρόπο, στατιστική μηχανική, με τη συνοπτική περιγραφή αντίστοιχων προσεγγίσεων σε γνωστά μοντέλα του χρήματος, του χρέους και της ενεργειακής κατανάλωσης, ενώ τελικά κατασκευάζεται το ζητούμενο μοντέλο που διέπεται από τους κανόνες της στατιστικής μηχανικής, τους περιορισμούς και τις ιδιότητες της ελεύθερης αγοράς ηλεκτρισμού. / Physical analogs have previously proved to be quite promising for understanding the behavior of complex adaptive systems, including macroeconomics, biological systems and social networks, since many of today’s challenging technical questions and problems can be reduced to a distributed economic control problem. The purpose of this thesis is the derivation and development of such an analog to thermal, atomic and statistical physics, in order to study the behavior of free power markets. At first, a systemic approach of all agents, factors and functions of an electric power market is being attempted, with an extended reference to the greek power system and market, and, later, markets are being mathematically modeled, through the economic analysis of markets in general and the approach in those models which can be or have been adopted for electic power transactions. Then, an introduction to respectively applied statistical mechanics is being made, along with a summarized description of previous analogs invented for analyzing the models of money, debt and energy consumption, and, finally, the required model, ruled by the laws of statistical physics and the constraints and properties of free electric power markets, is being developed.

Η παρούσα εργασία πραγματεύεται το πρόβλημα της συγκριτικής αξιολόγησης των Μονάδων Διανομής της ΔΕΗ, και ειδικότερα των 14 Περιοχών της Διεύθυνσης Περιφέρειας Πελοποννήσου – Ηπείρου, με τη βοήθεια της μεθόδου περιβάλλουσας ανάλυσης δεδομένων, της DEA (Data Envelopment Analysis). Οι εξεταζόμενες Περιοχές είναι: Αγρίνιο, Αίγιο, Άρτα, Ζάκυνθος, Ιωάννινα, Καλαμάτα, Κέρκυρα, Κεφαλονιά, Κόρινθος, Ναύπλιο, Πάτρα, Πύργος, Σπάρτη και Τρίπολη. Η ΔΕΗ είναι η μοναδική εταιρεία διανομής ηλεκτρικής ενέργειας στη χώρα, η οποία έχει στην ιδιοκτησία της το δίκτυο διανομής και είναι υπεύθυνη για τη διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας σε όλη την ελληνική επικράτεια. Η κάθε Περιοχή αποτελεί καταρχήν ανεξάρτητη οικονομική – διοικητική μονάδα, η οποία έχει αποστολή την ανάπτυξη, την συντήρηση και την λειτουργία του Δικτύου του γεωγραφικού χώρου ευθύνης της, καθώς και την παροχή πρόσβασης σ’ αυτό προς όλους του δικαιούμενους, σύμφωνα με τις σχετικές διατάξεις του Κώδικα Διαχείρισης Δικτύου. Η επίτευξη της αποστολής αυτής θα πρέπει να γίνεται με την καλύτερη δυνατή διαχείριση και αξιοποίηση των πόρων που διαθέτει η κάθε Περιοχή. Ως εισροές για κάθε Περιοχή είναι η εργασία (αριθμός των μισθωτών), ο κύριος εξοπλισμός (δίκτυα διανομής και μετασχηματιστές διανομής) και τα λειτουργικά έξοδα (ελέγξιμες δαπάνες εκμετάλλευσης). Ο Κώδικας Διαχείρισης Δικτύου δίνει ιδιαίτερη σημασία στην ποιότητα της παρεχόμενης ενέργειας και εξυπηρέτησης προς τους πελάτες. Για τον λόγο αυτό, υιοθετούνται επίσης ως εισροές, αντιπροσωπευτικά τους μεγέθη όπως: αριθμός βλαβών στο δίκτυο διανομής και χρόνος αποκατάστασης αυτών, καθώς και χρόνοι παροχών (μελέτη & κατασκευή). Ως εκροές, για μια Περιοχή Διανομής είναι ο αριθμός των πελατών (Χαμηλής Τάσης και Μέσης Τάσης), και η αντίστοιχη πωληθήσα ηλεκτρική ενέργεια. Η σχετική αποδοτικότητα των Περιοχών υπολογίσθηκε με βάση την δυνατότητά τους να μειώσουν τις εισροές με δεδομένα τα υφιστάμενα επίπεδα εκροών (προσανατολισμός στην εισροή). Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν αφορούν στοιχεία για το έτος 2007. Χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Warwick DEA Software, (Warwick Business School, Warwick University, UK). Επίσης υπολογίσθηκαν οι συντελεστές συσχέτισης Pearson και Kendall, προκειμένου να εξεταστεί η ύπαρξη πιθανών συσχετίσεων μεταξύ των δεικτών αποδοτικότητας που προκύπτουν από την εφαρμογή της μεθόδου DEA και των απλών δεικτών αποδοτικότητας, ορισμένοι από τους οποίους χρησιμοποιούνται από τη ΔΕΗ, εκτιμούν όμως μεμονωμένους μόνο παράγοντες των Μονάδων. Από την ανάλυση των δεδομένων προέκυψαν τα ακόλουθα, (τα οποία δεν υιοθετούνται απαραίτητα από την ΔΕΗ): • Γενικά η αποδοτικότητα των Περιοχών είναι σχετικά υψηλή (>80%), πλην μιας Περιοχής. • Ο κύριος εξοπλισμός των Περιοχών (δίκτυο διανομής και μετασχηματιστές διανομής) και οι υπηρεσίες που προσφέρουν στους πελάτες τους (αριθμός πελατών και πωληθήσα ηλεκτρική ενέργεια) αποτελούν καθοριστικούς παράγοντες για την καταρχήν κατάταξή τους με βάση την τεχνική τους αποδοτικότητα. • Λαμβάνοντας όμως υπόψη στη μελέτη και άλλα κριτήρια, όπως οι ελέγξιμες δαπάνες, η ποιότητα της παρεχόμενης ενέργειας και η ποιότητα των παρεχόμενων υπηρεσιών, προκύπτει διαφοροποίηση στην αρχική κατάταξη των μη αποδοτικών Περιοχών, οι οποίες εν γένει βελτιώνουν την αποδοτικότητά τους, εκτός από τρεις περιοχές, οι οποίες παραμένουν στάσιμες. • Εξετάζοντας την αποδοτικότητα κλίμακας (σύγκριση της τεχνικής αποδοτικότητας κάθε Περιοχής, υπό κλίμακα σταθερών και μεταβλητών αποδόσεων), προκύπτει ότι υπάρχει επίπτωση του μεγέθους της κλίμακας στην παραγωγικότητα της αποτιμώμενης Περιοχής σε 6 Περιοχές, (αποδοτικότητα κλίμακας < 1). • Ορισμένοι από τους απλούς δείκτες αποδοτικότητας, οι οποίοι χρησιμοποιούνται και από τη ΔΕΗ, έχουν σημαντική συσχέτιση με τους δείκτες αποδοτικότητας που προκύπτουν από την εφαρμογή της μεθόδου DEA και μπορούν να εξηγήσουν την βαρύτητα ορισμένων παραγόντων στην διαμόρφωση της τεχνικής αποδοτικότητας των Μονάδων. Δεν παύουν όμως αυτοί οι απλοί δείκτες να εκτιμούν μεμονωμένους μόνο παράγοντες των Μονάδων, χωρίς να μπορούν να εκτιμήσουν την συνολική τεχνική αποδοτικότητα, όπως κάνει η μεθοδολογία DEA. • Η μέθοδος DEA μπορεί να αποτελέσει ένα βασικό και χρήσιμο εργαλείο πληροφόρησης και κατεύθυνσης για την ιεραρχία των Περιοχών, χωρίς όμως απαραίτητα να αποτελεί πανάκεια για τη λήψη αποφάσεων, αφήνοντας κατ’ αυτό τον τρόπο περιθώρια πρωτοβουλιών στη διοίκηση των Μονάδων. Η μέθοδος DEA συμβάλλει επίσης στην ανάπτυξη ενός εσωτερικού ανταγωνισμού μεταξύ των Μονάδων Διανομής. Περαιτέρω έρευνα με την εφαρμογή της μεθόδου σε δεδομένα περισσότερων ετών (π.χ. πενταετία), θα οδηγούσε σε ποιο ασφαλή και αξιόπιστα αποτελέσματα, λαμβάνοντας υπόψη κατ’ αυτό τον τρόπο και την εξέλιξη – πορεία των Περιοχών στο χρόνο. Η έρευνα θα μπορούσε επίσης να εφαρμοστεί για όλες της Περιοχές της Διανομής (59 Περιοχές) και να προκύψουν συγκριτικά αποτελέσματα για τις 5 Περιφερειακές Διευθύνσεις της Γενικής Διεύθυνσης Διανομής. / The present thesis deals with the problem of comparative evaluation of Distribution Districts of Power Public Corporation (PPC), and more specifically the 14 Districts of Peloponnese – Epirus Region Department, with the use of DEA (Data Envelopment of Analysis). The examined Districts are: Aegio, Agrinio, Arta, Corfu, Ioannina, Kalamata, Kefalonia, Korinthos, Nauplio, Patras, Pyrgos, Sparti, Tripoli and Zakynthos. PPC is the only company of electric energy distribution in the country, which is the ownership of the distribution network. Every District constitutes an independent economic–administrative unit, which has the mission of development, operation and maintenance of its network. It is also responsible to assure the access to the network of the beneficiaries (consumers & producers), according to the Distribution Network Operation Code. As inputs for each District are the work (personnel), the main equipment (distribution network and distribution transformers) and the functional expenses (controllable expenses). The Distribution Network Operation Code gives particular importance in the quality of provided energy and service to the customers. For this reason, they are adopted also as inputs: the number of network interruptions and the duration of interruptions, as well as the connection time to the network (study and construction). As outputs for each District are the number of customers (Low Voltage and Medium Voltage) and the supplied energy. The relative efficiency of Districts was calculated based on their possibility to decrease their inputs keeping their outputs constant (input orientation). The data that were used concern the year 2007. The Warwick DEA Software used for the calculations (Warwick Business School, Warwick University, UK). The Pearson and Kendall correlation coefficient were also calculated and the DEA technical efficiencies were compared with simple indices of efficiency, which PPC uses. From the analysis of data resulted following, (that are not necessarily adopted by PPC): • Generally the Districts efficiency is relatively high (> 80%), except one District. • The main equipment of Districts (distribution network and distribution transformers) and the offered services to their customers (number of customers and supplied energy) constitute decisive factors for their initial classification based on their technical efficiency. • Taking into consideration more criteria, as the controllable expenses, the quality of provided energy and the quality of provided services, result differentiation in the initial classification of not efficient Districts, what in general improve their efficiency, apart from three Districts, what remain stagnant. • Examining the scale efficiency (comparison of technical efficiency of each District, under variable and constant returns to scale), it results that exists effect of scale size in the productivity of 6 Districts, (scale efficiency < 1). • Some of simple indices of efficiency, which are also used by PPC, have important correlation with the DEA efficiencies and may explain the importance of some factors in the configuration of technical efficiency of Districts. However these simple indices continue to estimate only individual factors of Districts and not the total technical efficiency, as DEA does. • DEA can be a basic and useful tool of information and direction for the Districts Directors, without however be panacea for the decision-making, leaving in this way margins of initiatives in the Districts administration. DEA also contributes to the promotion of internal competition between the Distribution Districts.

Κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών, το διεθνές ενδιαφέρον για την φωτοβολταϊκή μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας αυξάνει συνεχώς. Έχει δοθεί ιδιαίτερη σημασία στην ανάπτυξη φωτοβολταϊκών συστημάτων για την σύνδεσή τους με το δίκτυο, έτσι ώστε να αξιοποιείται η ηλιακή ακτινοβολία για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με τον καλύτερο δυνατό τρόπο. Στην παρούσα εργασία γίνεται μελέτη των φωτοβολταϊκών συστημάτων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και σκοπός αυτής είναι η κατασκευή ενός συστήματος μετατροπής συνεχούς τάσης σε εναλλασσόμενη για τη διασύνδεση μιας πηγής συνεχούς τάσης με το μονοφασικό δίκτυο. Το σύστημα αυτό αποτελείται από ένα ηλεκτρονικό μετατροπέα ισχύος διπλής βαθμίδας. Το πρώτο τμήμα είναι ένας μετατροπέας συνεχούς τάσης σε συνεχή τάση υψηλότερης τιμής. Συγκεκριμένα, ο μετατροπέας αυτός ανυψώνει την τάση του φωτοβολταϊκού συστήματος του Εργαστηρίου στα 400V. Στη συνέχεια υπάρχει το δεύτερο τμήμα, αποτελούμενο από το σύστημα μετατροπής συνεχούς τάσης σε εναλλασσόμενη, το οποίο μετατρέπει την εισερχόμενη συνεχή τάση των 400V σε εναλλασσόμενη τάση συχνότητας 50 Hz και ενεργού τιμής 220V. Η διπλωματική αυτή εργασία πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Ηλεκτρομηχανικής Μετατροπής Ενέργειας του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Πατρών, υπό την επίβλεψη του Ομότιμου Καθηγητή Δρ.-Μηχ. Αθανασίου Σαφάκα. Αρχικά, αναλύεται η αρχή λειτουργίας των ηλιακών κυττάρων και περιγράφονται οι υπάρχουσες τεχνολογίες τους. Έπειτα γίνεται αναφορά στα φωτοβολταϊκά συστήματα και τους τρόπους που μπορεί να χρησιμοποιηθούν, δηλαδή συνδεδεμένα με το δίκτυο ή αυτόνομα. Στη συνέχεια, αναφέρονται και αναλύονται διάφορες τεχνικές συγχρονισμού μετατροπέων με το μονοφασικό δίκτυο και τρόποι ρύθμισης της ενεργού και αέργου ισχύoς που παρέχεται από τις πηγές ενέργειας στο δίκτυο. Παρατίθενται στοιχεία του μετατροπέα συνεχούς τάσης σε συνεχή και γίνεται η μελέτη του μονοφασικού αντιστροφέα που πρόκειται να κατασκευαστεί. Επιπρόσθετα γίνεται προσομοίωση του συστήματός στο λογισμικό MATLAB/Simulink. Συγκρίνεται η λειτουργία του αντιστροφέα με τη μέθοδο παλμοδότησης SPWM (Ημιτονοειδής Διαμόρφωση του Εύρους Παλμών) με διπολική και μονοπολική τάση εξόδου και παρουσιάζονται αποτελέσματα της προσομοίωσης για παραλληλισμό του συστήματος με το δίκτυο και προσφορά ισχύος από πηγή συνεχούς τάσης προς το δίκτυο. Αναλύονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά του αντιστροφέα που κατασκευάστηκε, καθώς και ο τρόπος κατασκευής των απαραίτητων κυκλωμάτων για την οδήγηση του. Τέλος, παρατίθενται πειραματικά αποτελέσματα από τη λειτουργία του συστήματος. / During the last decades, the international interest in the photovoltaic conversion of solar radiation is increasing. Special attention has been given to the development of photovoltaic systems for their connection to the utility grid, in order to use solar radiation for electricity generation in the best possible way. In this diploma thesis, the photovoltaic power generation is studied and the purpose of this work is to construct a single phase grid connected dc/ac converter system in order to connect a dc voltage source to the grid. This system consists of a dual-stage electronic power converter. The first part is a dc-dc converter, which converts a source of direct current (dc) from one voltage level to another, with an output voltage greater than its input voltage. Specifically, the dc/dc converter increases the voltage of the photovoltaic system, which is installed on the laboratory, to 400V DC. The second part consists of a dc/ac inverter, which converts the incoming voltage of 400V DC to 220V AC at 50Hz. The work presented on this diploma thesis was carried out at the Laboratory of Electromechanical Energy Conversion, Department of Electrical and Computer Engineering, University of Patras, under the supervision of Emeritus Professor Dr.-Ing. Athanasios Safacas. Initially, the working principle of solar cells is analysed and its current technologies are described. Then, reference is given to the photovoltaic systems and their applications, i.e. stand-alone PV systems and grid-connected PV systems. Next, reference and analysis are given to the various grid synchronization techniques for single phase inverter systems and control methods to regulate the active and reactive power supplied from sources of energy into the grid. Data are presented about the dc/dc converter and the study of the single-phase inverter to be constructed. Additionally, the system is simulated with MATLAB/Simulink software and the simulation results of the specific system are presented. A comparison of the operation of the inverter is made using sinusoidal pulse width modulation technique (“SPWM”) with bipolar and unipolar output voltage and simulation results of the grid connected converter system are presented. The technical characteristics of the constructed inverter and the design of its necessary integrated circuits are analysed. Finally, experimental results from the operation of the grid connected dc/ac inverter are presented.

Σκοπός της εργασίας είναι η μελέτη της συμπεριφοράς απαγωγέων υπέρτασης στις γραμμές μεταφοράς υψηλής τάσης όταν αυτές καταπονούνται από κεραυνικά πλήγματα. Γίνεται μοντελοποίηση πραγματικών πυλώνων και γραμμών του Ελληνικού συστήματος μεταφοράς, καθώς και αλεξικέραυνων, προσομοίωσή τους στο πρόγραμμα ATP/EMTP και στη συνέχεια μελέτη των υπερτάσεων που εμφανίζονται κατά τη διάρκεια κεραυνικών πληγμάτων πάνω στους αγωγούς προστασίας. / The purpose of this thesis is the study of the behavior of surge arresters on high voltage transmission lines when they are strained by lightning strikes. Steel towers and transmission lines used in the Greek Transmission System and also surge arresters are simulated with ATP/EMTP and the overvoltages that occur during lightning strikes on the shielding wires are studied.

Σε αυτή τη διπλωματική εργασία διερευνούνται οι προδιαγραφές που πρέπει να ικανοποιούνται ώστε να είναι εφικτή η σύνδεση εγκαταστάσεων κατανεμημένης παραγωγής στα δίκτυα διανομής και η εφαρμογή τους σε ένα φωτοβολταϊκό σύστημα που συνδέεται στο δίκτυο χαμηλής τάσης. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια επισκόπηση της παρούσας κατάστασης στην ηλεκτρική ενέργεια και αναλύονται οι λόγοι που οδήγησαν στην ανάπτυξη της κατανεμημένης παραγωγής οι οποίοι συνοψίζονται στους περιορισμούς στην κατασκευή νέων γραμμών μεταφοράς, στην αυξημένη ζήτηση παροχής ηλεκτρικής ενέργειας υψηλής αξιοπιστίας, στην απελευθέρωση της αγοράς ηλεκτρικής ενέργειας, στους προβληματισμούς για τις κλιματικές αλλαγές και στην εξάντληση των ορυκτών καυσίμων. Έπειτα αναλύεται ο ορισμός της κατανεμημένης παραγωγής σύμφωνα με τα διάφορα διεθνή ινστιτούτα ηλεκτρικής ενέργειας και αναπτύσσονται οι τεχνολογίες που περιλαμβάνει οι οποίες διαχωρίζονται σε τεχνολογίες φυσικού καυσίμου (fossil fuel technologies) και σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Στις πρώτες περιλαμβάνονται οι μηχανές εσωτερικής καύσης, οι αεριοστροβιλικοί σταθμοί, οι μικροστρόβιλοι ή μικροτουρμπίνες και οι σταθμοί συνδυασμένου κύκλου ενώ στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας περιλαμβάνονται οι ανεμογεννήτριες, τα κύτταρα καυσίμου (fuel cells), οι φωτοβολταϊκές γεννήτριες, τα μικρά υδροηλεκτρικά και οι μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από βιομάζα και φυσικό αέριο. Η λειτουργία ενός ηλεκτρικού δικτύου ελέγχεται από συσκευές προστασίας και ρύθµισης της τάσης, που έχουν σκοπό την παροχή προς τους καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας αποδεκτής ποιότητας, ελαχιστοποιώντας τον αριθµό των σφαλµάτων και προσφέροντας υψηλό επίπεδο ασφάλειας. Η σύνδεση στο δίκτυο µονάδων κατανεμημένης παραγωγής πρέπει να συµβαδίζει µε αυτές τις γενικές αρχές, ώστε αφενός µεν να µην προκαλούνται ενοχλήσεις στους λοιπούς καταναλωτές και αφετέρου να υπάρχει συµβατότητα µεταξύ του δικτύου διανοµής και των εγκαταστάσεων των παραγωγών. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναφέρονται οι προϋποθέσεις που πρέπει να ισχύουν για τη σύνδεση και παράλληλη λειτουργία των εγκαταστάσεων παραγωγής µε τα δίκτυα διανοµής, καθώς και ο απαιτούµενος εξοπλισµός ζεύξης και προστασίας, µε στόχο την αποτελεσµατική αντιµετώπιση της πλειονότητας των περιπτώσεων. Οι τεχνικές προδιαγραφές που περιγράφονται αφορούν στη σύνδεση παραγωγών στο δίκτυο µέσης τάσης (ΜΤ) ή χαµηλής τάσης (ΧΤ). Βασικά κριτήρια και προϋποθέσεις που εξετάζονται προκειµένου να επιτραπεί η σύνδεση νέων εγκαταστάσεων παραγωγής είναι η επάρκεια του δικτύου (γραμμών, μετασχηματιστών κλπ.), η συµβολή στη στάθµη βραχυκύκλωσης, οι αργές µεταβολές της τάσης (µόνιµης κατάστασης), οι ταχείες µεταβολές της τάσης, οι εκποµπές flicker, οι εκπομπές αρμονικών, η διαµόρφωση των προστασιών της διασύνδεσης εγκαταστάσεων-δικτύου και η επίπτωση στη λειτουργία συστηµάτων Τηλεχειρισµού Ακουστικής Συχνότητας (ΤΑΣ). Τα κριτήρια και οι µέθοδοι εξέτασης που περιγράφονται στηρίζονται κατά κύριο λόγο στη σειρά προτύπων 61000 της IEC (International Electrotechnical Commission) και εξασφαλίζουν την ικανοποίηση των απαιτήσεων του ευρωπαϊκού προτύπου ΕΝ 50160 (πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ 50160 και Οδηγία διανοµής 120 της ΔΕΗ Α.Ε.). Στο τρίτο κεφάλαιο πραγματοποιείται μια μελέτη εφαρμογής των παραπάνω προδιαγραφών σε ένα σύστημα που εξομοιώθηκε με χρήση του προγράμματος PSCAD. Το σύστημα αποτελείται από μια φωτοβολταϊκή συστοιχία μέγιστης ισχύος 4,8 kW, έναν μετατροπέα συνεχούς/εναλλασσόμενης τάσης ή αντιστροφέα (DC to AC converter) που λειτουργεί με τη μέθοδο PWM (Pulse Width Modulation ή διαμόρφωση εύρους παλμού), ένα σύστημα παρακολούθησης του σημείου μέγιστης ισχύος που αποδίδει η συστοιχία (MPPT Maximum Power Point Tracker), ένα μετασχηματιστή 150V/380V για την ανύψωση της τάσης στην έξοδο του αντιστροφέα στα επίπεδα τάσης του δικτύου, ένα δίκτυο χαμηλής τάσης και δύο φορτία RL. Εκτενής αναφορά γίνεται στις εκπομπές αρμονικών που παρουσιάζονται στο σύστημα στην έξοδο του αντιστροφέα. Αρχικά γίνεται μελέτη χωρίς φίλτρο LC στην έξοδο του αντιστροφέα και στη συνέχεια παρατηρούμε τον τρόπο με τον οποίο το φίλτρο LC επιδρά στη μείωση των αρμονικών σε επιτρεπτά πλαίσια. Τέλος διερευνούνται οι διακυμάνσεις τάσης του δικτύου κατά τη ζεύξη του φωτοβολταϊκού συστήματος με το δίκτυο, πραγματοποιείται μια μελέτη του συστήματος σε περίπτωση βραχυκυκλωμάτων και διερευνάται η επίπτωση σε συστήματα τηλεχειρισμού ακουστικής συχνότητας. / -

Στις μέρες μας παρατηρείται μία εγκατάλειψη των συμβατικών μορφών ενέργειας και μια ταυτόχρονη στροφή προς τις ανανεώσιμες. Από την συνδυασμένη χρήση δύο ή και περισσότερων ανανεώσιμων, συνήθως, μορφών ενέργειας προκύπτουν τα υβριδικά συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής αναλύεται ένα υβριδικό σύστημα το οποίο χρησιμοποιεί δύο ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, αυτές του νερού και του αέρα. Η ανάλυση αυτού του υβριδικού συστήματος στηρίζεται σε δεδομένα τα οποία προέρχονται από το υπό κατασκευή υβριδικό έργο της Ικαρίας. Τέτοια συστήματα νησιών χαρακτηρίζονται ως συστήματα Μη $ιασυνδεδεμένων Νήσων, καθώς είναι αυτόνομα, αξιοποιώντας πηγές ενέργειας με τις οποίες τα νησιά αυτά είναι «ευλογημένα»,σε σχέση με άλλες περιοχές της ενδοχώρας όπως π.χ ο άνεμος. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη περιγραφή των βασικών αρχών στις οποίες στηρίζεται η κατασκευή των υδροηλεκτρικών και των αιολικών σταθμών και δίνεται ο ορισμός των υβριδικών συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας . Στα κεφάλαια δύο και τρία περιγράφονται βασικά μεγέθη για το υβριδικό έργο της Ικαρίας, καθώς και κανονισμοί λειτουργίας για αυτό . Στο κεφάλαιο 4 παρατίθεται η λογική στην οποία στηρίχθηκαν οι προσομοιώσεις καθώς και αποτελέσματα, γραφήματα και συμπεράσματα τα οποία προέκυψαν από αυτές .Ακολουθούν το παράρτημα και η βιβλιογραφία . / Nowadays there is an abandonment of conventional energy and a simultaneous shift to renewable energy. From the combined use of two or more renewable, usually, the resulting energy hybrid power systems. In the present study analyzed a hybrid system which uses two sources of renewable energy, which water and air. The analysis of this hybrid system is based on data from the hybrid under construction project of Ikaria. Such systems are islands designated as Non systems $ iasyndedemenon Islands, are autonomous, drawing energy with which the islands they are "blessed" than other inland areas like the wind. The first chapter is a brief description of the principles underpinning the construction of hydroelectric and wind power stations and given the definition of hybrid power systems. Chapters two three a.m. described fundamentals for the hybrid project Ikaria and operating regulations for this. Chapter 4 sets out the rationale relied on simulations and the results, charts, and conclusions drawn from them. Here are the Annex and the literature.

Η BPL τεχνολογία είναι μια υποσχόμενη τεχνολογία η οποία προσφέρει τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες μέσω των γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας και η οποία τα τελευταία χρόνια γνωρίζει ραγδαία ανάπτυξη. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η παρουσίαση της BPL τεχνολογίας και η υλοποίηση της με τρεις διαφορετικούς τρόπους σε συγκεκριμένο ηλεκτρικό δίκτυο. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια γενική αναφορά στην BPL τεχνολογία. Παρουσιάζονται τα επίπεδα του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας τα οποία συμμετέχουν σε ένα BPL δίκτυο, τα διάφορα δίκτυα πρόσβασης, οι αρχιτεκτονικές και ο εξοπλισμός τους, καθώς και διάφορα προβλήματα που αντιμετωπίζει η συγκεκριμένη τεχνολογία. Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται τα επίπεδα του BPL δικτύου. Αναλύονται οι διάφορες τεχνικές διαμόρφωσης όπως η OFDM (ορθογώνια μέθοδος διαμόρφωσης με διαίρεση συχνότητας) και η διαμόρφωση απλωμένου φάσματος. Επίσης γίνεται αναφορά στη διαχείρηση σφαλμάτων, στο BPL MAC στρώμα καθώς και στα πρωτόκολλα 802.11. Στο τρίτο κεφάλαιο αναφέρονται οι διάφορες τηλεπικοινωνιακές υπηρεσίες που προσφέρονται από την BPL τεχνολογία καθώς και οι εφαρμογές του έξυπνου δικτύου (Smart Grid) και του έξυπνου σπιτιού (Smart Home) που υλοποιούνται με τη συγκεκριμένη τεχνολογία. Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη αναφορά στην τεχνολογία των οπτικών ινών και στο τρόπο με τον οποίο η τεχνολογία αυτή θα χρησιμοποιηθεί ως δίκτυο κορμού το οποίο θα φτάνει μέχρι και τους μετασχηματιστές μέσης/χαμηλής τάσης. Επίσης παρουσιάζεται και η PON-BPL τεχνολογία. Στο πέμπτο και τελευταίο κεφάλαιο πραγματοποιείται η σχεδίαση του BPL δικτύου πρόσβασης με τρεις διαφορετικές αρχιτεκτονικές σε περιοχή της Λακωνίας της οποίας το ηλεκτρικό δίκτυο ψηφιοποιήθηκε με τη χρήση ενός προγράμματος GIS (Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών) και συγκεκριμένα του Mapinfo. Στη συνέχεια γίνεται σύγκριση των αρχιτεκτονικών ως προς το κόστος και την ταχύτητα. / BPL technology is a promising technology that offers telecommunications services through power lines, which in the recent years is facing a rapid development. The object of this specific project is the presentation of BPL technology and its realization in three different ways on a specific power grid. In the first chapter there is a general reference to BPL technology. Also it includes a presentation of the levels of the power grid which participate in a specific BPL network. Furthermore there is a presentation of the various access network, their architectures, equipment and various problems faced by this technology. The second chapter contains the description of the levels of BPL network. Also various modulation techniques like OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) and spread-spectrum configuration are analyzed. Finally there is a reference to the management of errors, BPL MAC layer and to the protocols 802.11 as well. In the third chapter there is a reference about the various telecommunication services which are provided via BPL technology as well a reference for the implementations of the Smart Grid and Smart House which are realized with the specific technology. At chapter four a brief reference is conducted about the optical fiber technology and about the manner in which this technology will be used as a backbone which reaches up the medium/low voltage transformers. Also PON-BPL technology is presented. Finally in the fifth and last chapter takes place the design of BPL access network with three different architectures in an area of Laconia whose power grid digitized by using a GIS program (Geographic Information Systems), namely the Mapinfo. Eventually there is a comparison between architectures as concern the cost and the speed of realization needed.

H ιδέα της παρούσας μεταπτυχιακής ερευνητικής εργασίας βασίζεται στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με φωτοαποικοδόμηση οργανικών ρύπων, μέσω φωτοηλεκτροχημικών κυψελίδων(PECs). Mε τον τρόπο αυτό επιτυγχάνεται η κατανάλωση των οργανικών ουσιών και η μετατροπή της ηλιακής ακτινοβολίας σε ηλεκτρική ενέργεια. Ο σκοπός της εργασίας ήταν η παρασκευή, ο χαρακτηρισμός, η μελέτη φωτοευαίσθητων ηλεκτροκαταλυτών και η μορφοποίηση τους σε ηλεκτρόδια, των οποίων εξετάστηκε και αναλύθηκε η φωτοηλεκτροχημική τους συμπεριφορά. Η φωτοηλεκτροχημική κυψελίδα αποτελείται από τα ηλεκτρόδια ανόδου και καθόδου, τα οποία φέρουν το φωτοκαταλύτη και τον ηλεκτροκαταλύτη αντίστοιχα. Εξαιτίας του n-τύπου ημιαγωγού που φέρει η φωτοάνοδος καθώς και της πρόσπτωσης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας πάνω στον ημιαγωγό, παρατηρείται η απορρόφηση φωτονίων και ο σχηματισμός ζεύγους ηλεκτρονίων-οπών. Η διαδικασία απορρόφησης ενός φωτονίου,για τη δημιουργία φωτοφορέων,απαιτεί το ποσό ενέργειας του φωτονίου να είναι μεγαλύτερο ή ίσο από/με το ενεργειακό χάσμα του ημιαγωγού. O ρυθμός επανασύνδεσης των φωτοπαραγόμενων ηλεκτρονίων και οπών περιορίζεται, με τη χρήση «θυσιαζόμενων ενώσεων», οι οποίες μπορεί να είναι δέκτες ή δότες ηλεκτρονίων. Με τον τρόπο αυτό προκαλούνται στην επιφάνεια του ημιαγωγού μη αντιστρεπτές αντιδράσεις, όπως οξείδωση των φωτοπαραγόμενων οπών, ώστε οι διαθέσιμοι φορείς φορτίου να ξεκινήσουν τις οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις. Παράδειγμα, τέτοιων θυσιαστήριων ενώσεων αποτελεί η μεθανόλη, η οποία χρησιμοποιήθηκε στη συγκεκριμένη ερευνητική εργασία. Ως φωτοκαταλύτες χρησιμοποιήθηκαν η νανοκρυσταλλική τιτανία, TiO2 και ο σύνθετος ημιαγωγός TiO2/CdS, ο οποίος και παρασκευάστηκε με τη μέθοδο SILAR. Συγκεκριμένα το διοξείδιο του τιτανίου είναι η εμπορικά διαθέσιμη Degussa P-25, με αναλογία ανατάση:ρουτηλίου 3:1. Ως ηλεκτροκαταλύτης χρησιμοποιήθηκε ο εμπορικός καταλύτης Pt (30%)/C, πάνω σε αγώγιμο ύφασμα άνθρακα (Carbon Cloth). Η μελέτη των ηλεκτροδίων πραγματοποιήθηκε σε κατάλληλους φωτοηλεκτροχημικούς αντιδραστήρες, που σχεδιάστηκαν και κατασκευάστηκαν από τον κ. Λιανό για το σκοπό αυτό, ενώ έγινε χρήση λαπτήρα προσομοίωσης ορατής και υπεριώδους ακτινοβολίας. Η νανοκρυσταλλική τιτανία (ΤiO2) ως φωτοκαταλύτης, έχει ενεργειακό χάσμα 3,2eV και απορροφά φωτόνια μόνο στο υπεριώδες φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Για την αντιμετώπιση του ζητήματος αυτού, τοποθετήθηκε ευαισθητοποιητής θειούχου καδμίου (Csd) του οποίου το ενεργειακό χάσμα είναι 2,42eV και ενεργειακά έχει υψηλότερη στάθμη, από το διοξείδιο του τιτανίου, με αποτέλεσμα την αύξηση της απόκρισης στο ορατό φάσμα. Η ορατή ακτινοβολία απορροφάται από τον φωτοευαισθητοποιητή, ο οποίος διεγείρεται και εφόσον το ενεργειακό επίπεδο του διεγερμένου ηλεκτρονίου είναι ηλεκτραρνητικότερο από τη στάθμη αγωγιμότητας του TiO2, μεταπηδά στο TiO2 και συμμετέχει στην φωτοηλεκτροχημική διαδικασία. Η οπή που διαχωρίζεται από το διεγερμένο ηλεκτρόνιο, παραμένει στον φωτοευαισθητοποιητή και συμμετέχει σε αντιδράσεις οξείδωσης. Η ποιότητα και η αποτελεσματικότητα της καθόδου, παίζει εξίσου σπουδαίο ρόλο με εκείνη της ανόδου. Η απόδοση των φωτοηλεκτρικών κυψελίδων ελέγχεται μέσω του συντελεστή πληρότητας (Fill Factor), ο οποίος φαίνεται να παρουσιάζει μεγαλύτερη τιμή όσο αυξάνονται οι επιφάνειες των ηλεκτροδίων της ανόδου και της καθόδου, ενώ βέλτιστη απόδοση της φωτοηλεκτροχημικής κυψελίδας έχει επιτευχθεί με τη χρήση ηλεκτροδίου Carbon Cloth εμπλουτισμένου με νανοσωματίδια Pt (0.5mg Pt/cm2). Οι κυριότερες κατηγορίες των οργανικών ενώσεων που χρησιμοποιούνται ως οργανικοί ρύποι είναι οι αλκοόλες, οι πολυόλες και τα οξέα, ενώ στην παρούσα εργασία πιο αποδοτική φάνηκε να είναι η χρήση της μεθανόλης. / The idea behind this master’s degree thesis is based on the production of electrical energy through photo-degradation of organic emissions using photo-electrochemical cells. This way the consumption of the organic emissions and the conversion of the solar power to electricity are achieved. This thesis was aiming at the production, the characterization and the study of photosensitive electrocatalysts and turning them into electrodes, whose electrochemical behavior was studied and analyzed. The photo-electrochemical fuel cell is composed of the anode and cathode electrodes, who bare the photocatalyst and electrocatalyst respectively. Due to the n-type semiconductor on the photo-anode and its exposure to electromagnetic radiation, consumption of photons is observed and hole-electron pairs are formed. The energy of the incoming photon needs to be higher than the band gap of the semiconductor, for it to be absorbed and carriers to be created. The recombination rate of those carriers is reduced by using sacrificial agents or hole scavengers, which can be donors or acceptors of electrons. This way non- reversible reactions are achieved. Example of those is methanol, which was used in the present thesis. As photo-catalysts nanocrystals of titanium oxide and the composite semiconductor TiO2/CdS were used. The electro-catalyst Pt/C on carbon cloth was utilized. The study of the electrodes was performed used photo-electrochemical reactors designed by Prof. Lianos in combination with lamps simulating the solar spectrum. The nanocrystals of titanium oxide have a band gap of 3.2eV (in the UV region) which is the reason why CdS was deposited on top. The later has a band gap of 2.42eV and so increases the absorption in the visible region of the spectrum. The visible radiation is absorbed by the CdS layer and since the excited electron in more electronegative than the conduction band of the titanium oxide, it lowers its energy by hopping to the titanium oxide layer and participates in the photo-electrochemical procedure. The hole that’s left behind in the CdS layer is participating in the oxidation reactions. The performance of the photoelectrical cells was calculated through the fill factor and has an increasing value for increasing area of the electrodes. The optimum performance of the photoelectrochemical fuel cell was achieved by using a carbon cloth electrode enriched with Pt (0.5mg Pt/cm2). The primary categories of organic compounds used as organic emissions are alcohols, polyols and acids. The optimum performance was achieved by using methanol.