Τα τελευταία χρόνια δίνεται μεγάλη έμφαση στην ανάπτυξη ηλεκτρικών συστημάτων φιλικών προς το περιβάλλον. Στην κατεύθυνση αυτή πραγματοποιείται προοδευτική αντικατάσταση συστημάτων συμβατικών πηγών ενέργειας (όπως το πετρέλαιο) με νέα ανανεώσιμων. Σε αυτή την εργασία έχει μελετηθεί, με την βοήθεια του προγράμματος προσομοίωσης – βελτιστοποίησης HOMER, η λειτουργία διαφόρων αυτόνομων ηλεκτρικών συστημάτων με στόχο την κάλυψη των ηλεκτρικών αναγκών (φορτίου) μιας μικρής κοινότητας. Ως περιοχή μελέτης έχει επιλεγεί η Χούλου, μια κοινότητα που βρίσκεται στην Πάφο της Κύπρου. Η Χούλου κατοικείται όλο το χρόνο. Σε αυτή τη περιοχή, κατά την τουριστική περίοδο, το καλοκαίρι, παρατηρείται απότομη αύξηση σε απαιτήσεις φορτίου. Τα δεδομένα έχουν συλλεχθεί από την Αρχή Ηλεκτρισμού Κύπρου (Α.Η.Κ.). Η μελέτη διεξήχθη αρχικά με βάση το υπάρχον εγκατεστημένο σύστημα και έπειτα για τρία εναλλακτικά σχέδια – προτάσεις που βασίζονται σε αντικατάσταση συμβατικών με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Οι συνδυασμοί είναι οι εξής: α) Προϋπάρχον σύστημα (Ντίζελ), β) Φωτοβολταϊκά - Ντίζελ - Μπαταρίες, γ) Ανεμογεννήτρια - Ντίζελ - Μπαταρίες, δ) Ανεμογεννήτρια - Φωτοβολταϊκά – Μπαταρίες. Ακολούθως, παρουσιάζεται μια εκτενής αναφορά του προγράμματος HOMER Οι τρεις βασικές λειτουργίες, του προγράμματος είναι η προσομοίωση, η βελτιστοποίηση και η ανάλυση ευαισθησίας. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης προκύπτουν με βάση το χαμηλότερο συνολικό καθαρό κόστος (Net Present Cost - NPC). Στο τελευταίο μέρος παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της προσομοίωσης. Τα ηλιακά και αιολικά δεδομένα της εξεταζόμενης περιοχής εισάγονται αυτόματα στο πρόγραμμα και έχουν ως πηγή πληροφοριών την NASA. Τα είδη των ανεμογεννητριών, των φωτοβολταϊκών πάνελ, των μετατροπέων, των μπαταριών και των γεννητριών καθώς και τα χρηματοοικονομικά στοιχεία που συγκεντρώθηκαν για την εκτέλεση των προσομοιώσεων προήλθαν από εταιρείες της Κύπρου. Τέλος, γίνεται μια σύγκριση μεταξύ των αποτελεσμάτων που λαμβάνονται, με στόχο την εξεύρεση του βέλτιστου συνδυασμού που θα ταιριάζει στην περιοχή, με βασικά κριτήρια το συνολικό κόστους της επένδυσης, το πλεόνασμα της ηλεκτρικής ενέργειας, την ποσότητα των ρύπων που εκπέμπονται στο περιβάλλον και την ετήσια παραγωγή της ηλεκτρικής ενέργειας σε kWh . / Nowadays there is great emphasis on building environmentally friendly electric systems by replacing the conventional energy sources with renewable. In this project, the function of various autonomous systems has been studied, to cover the electric load requirements of a small community using HOMER simulation program. Study area has been chosen Choulou, a community located in Paphos (Cyprus). The Choulou inhabited all year round. It is observed sudden increase in load requirements during the summer months due to the tourist season. Data have been collected from E.A.C. (Electricity Authority of Cyprus). The study was conducted for the existing installed system in the region as well as three alternative designs of this based on renewable energy sources. The combinations are the following: Primary installed System-Diesel System, Photovoltaic – Diesel System- Batteries, Wind Turbine- Diesel System- Batteries, Wind Turbine –Photovoltaic – Batteries Subsequently is presented an extensive report of HOMER program. The three main functions, incurred by HOMER, are the simulation, optimization and sensitivity analysis which are evidential in this work. The simulation results in this work are based on the lowest total net cost (NPC). In the last part, we present the HOMER simulations results. The solar and wind data of the area examined is granted by NASA sources and are automatically inserted in the program. The types of wind turbines, photovoltaic panels, batteries inverters and generators as well as the financial item are setted as data on the program to perform the simulations which were gathered by Cyprus companies. Finally, a comparison is made between the obtained results by the aim of finding the optimal combination of the region, with essential criteria overall the investment cost, the surplus electricity, the quantity of pollutants emitted into the environment and the annual production of electricity in kWh.

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την τεχνοοικονομική μελέτη ενός υβριδικού συστήματος στη νήσο Γαύδο, νότια του νομού Χανίων Κρήτης. Το συγκεκριμένο αντικείμενο της διπλωματικής επιλέχθηκε σε συνδυασμό με πρακτική άσκηση πάνω στο ίδιο θέμα στην εταιρεία ΔΕΗ Ανανεώσιμες. Στόχος της μελέτης είναι η διερεύνηση των εναλλακτικών λύσεων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στα μη διασυνδεδεμένα νησιά. Η ανάγκη αυτή προκύπτει από το εξαιρετικά υψηλό κόστος της παραγόμενης μεγαβατώρας σε νησιά όπως η Γαύδος. Με σκοπό την πλήρη ανάλυση του θέματος, αρχικά μελετώνται τα ιδιαίτερα τοπολογικά χαρακτηριστικά της Γαύδου και οι πιθανές θέσεις εγκατάστασεις του υβριδικού συστήματος βάσει μετρήσεων. Σημαντική παράμετρος της ανάλυσης αυτής είναι η κατά το δυνατόν μικρότερη επέμβαση στο οικοσύστημα του νησιού και ο σεβασμός της χλωρίδας και της πανίδας του. Στη συνέχεια, έχοντας καταλήξει στην δομή του προτεινόμενου συστήματος εξετάζονται συγκεκριμένες εμπορικές λύσεις με εκτενή έρευνα αγοράς. Η τελική επιλογή των προτεινόμενων προιόντων έγινε με βάση το χαμηλότερο κόστος και την υψηλότερη αξιοπιστία, διότι η συνεχής πρόσβαση στο νησί για συντήρηση του συστήματος δεν ενδείκνυται. Τo επόμενο βήμα της παρούσας μελέτης είναι διαστασιολόγηση του συστήματος, ώστε η λειτουργία του συστήματος να καλύπτει στο έπακρον το φορτίο σε μόνιμη και σε μεταβατική κατάσταση λειτουργίας. Οι βασικές μετρήσεις που απαιτούνται για αυτήν την μελέτη είναι χρονοσειρές αιολικού δυναμικού, ηλιακού δυναμικού και φορτίου. Το κομμάτι αυτό της διπλωματικής υλοποιήθηκε στο λογισμικό Homer. Το Homer προτείνει κάποια συστήματα που τεχνικά ικανοποιούν τις αρχικές προδιαγραφές του δικτύου και παράλληλα τα κατατάσσει με οικονομικούς κριτήρια. Για αυτό το λόγο, στην διπλωματική εργασία ακολουθεί οικονομική μελέτη των προτεινόμενων συστημάτων βάσει των όρων επένδυσης της αγοράς και του χρόνου απόσβεσης του επενδυμένου κεφαλαίου. Η οικονομική, λοιπόν, μελέτη οδηγεί στην πρόταση ενός τελικού υβριδικού συστήματος που καλύπτει τις ανάγκες του νησιού, σέβεται τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του και είναι οικονομικά βιώσιμο ή μα συνάμα και κεδροφόρο. Στη συνέχεια το τελικό σύστημα εξετάζεται καθαρά από τεχνικής πλευράς σε μόνιμη και μεταβατική κατάσταση λειτουργίας. Πραγματοποιείται μελέτη ροής φορτίου και σφαλμάτων με τα λογισμικά του Power World και του Matlab συγκρίνοντας παράλληλα τα αποτελέσματά τους. Ιδίως το μοντέλο που κατασκευάστηκε στο Matlab, μπορεί να αποτελέσει ισχυρή βάση για την περαιτέρω μέλετη του συστήματος. Αξίζει να σημειωθεί, τέλος, ότι έχει καταβληθεί μεγάλη προσπάθεια ώστε η μελέτη και η προσομοίωση του συστήματος να ανταποκρίνονται με κάθε λεπτομέρεια στις ρεαλιστικές συνθήκες και τα χαρακτηριστικά του νησιού της Γαύδου και του υπάρχοντος συμβατικού σταθμού παραγωγής ενέργειας. / This thesis deals with the techno-economic study of a hybrid system on the island of Gavdos, south of Chania Crete. The object of this thesis was chosen in conjunction with practice on the same theme in the PPCR. The aim of the study is to explore the alternatives of electricity produced in the non-interconnected islands. This need arises from the extremely high costs of producing megawatts on islands like Gavdos. In order to fully analyze the issue, initially studied the particular topological features of Gavdos and possible installation locations of the hybrid system under measurement. An important aspect of this analysis is at least possible interference in the ecosystem of the island and the respect of flora and fauna. Then, having come to the structure of the proposed system are discussed specific trade solutions with extensive market research. The final selection of featured products was based on the lowest cost and highest reliability, because the continuous access to the island for maintenance of the system is not appropriate. To the next step of this study is sizing system, that operation of the system to cover the most of the load in permanent and transient operation. The basic measurements required for this study is time series wind power, solar and load capacity. This part of the thesis was implemented in software Homer. The Homer suggests some systems that meet the technical specifications of the original network while the ranks with economic criteria. For this reason, the thesis follows economic study of the proposed schemes under the terms of the investment market and the payback on invested capital. Economic therefore study leads to proposing a final hybrid system that meets the needs of the island, the particular features and is economically viable but also transcendent kedroforo. Then the final system considered purely from a technical standpoint in steady state and transient operation. Carry out a study load flow and fault with the Power World software and Matlab while comparing their results. Particular model was built in Matlab, can be a strong basis for further study of the system. It should be noted, finally, that has made ​​great efforts to study and simulation of the system to respond in detail to realistic conditions and characteristics of the island of Gavdos and the existing conventional power plant.

The ever increasing demands of Internet users caused by the introduction of new high bandwidth applications and online services as well as the growing number of users and devices connected to the Internet, bring many challenges for the operators, especially in the last mile section of the network. Next generation access architectures are expected to offer high sustainable bandwidth per user. They also need to support a much larger service areas to decrease number of current central offices and hence potentially save the network expenditures in the future. Obviously, it requires high capacity and low loss transmission and optical fiber technology is the only future proof candidates for broadband access. Although this technology has already been widely deployed in the core networks, it is hard to use the same expensive devices made for core segment to solve the last mile bottlenecks, due to the low number of users sharing the network resources (and deployment cost). Therefore, the next generation optical access (NGOA) networks need to be designed with consideration of cost efficiency in the first place.   Network reliability is also turning to be an important aspect for the NGOA networks as a consequence of long reach, high client count and new services requiring uninterrupted access. Consequently, new architectures not only need to be cost efficient but also they should fulfill the increasing reliability requirements.   Although several NGOA alternatives have been proposed in the literatures, there is not yet an agreement on a single architecture. As described earlier, network expenditure and reliability performance are the two main factors to be considered. Therefore, this thesis concentrates on finding a suitable alternative for future broadband access by evaluating the reliability performance and total cost of ownership for several NGOA candidates. In particular, in this thesis we analyze the tradeoff between the cost needed to deploy backup resources and the reliability performance improvement obtained by the provided survivability mechanism.   First, we identified the suitable NGOA candidates by comparing two main groups of optical access networks, namely passive optical networks (PONs) and active optical networks (AONs), in terms of cost, reliability performance and power consumption. The initial results have shown that wavelength division multiplexing PON (WDM PON) is the most promising alternative for the NGOA networks because of its high potential capacity, low cost and power consumption. So we continued our studies by investigating two WDM-based PON architectures regarding their cost and reliability performance. The study has also included a proposed fiber layout compatible with these two candidates aiming to minimize the required investment needed to offer protection. Our primary results confirmed that hybrid PON (HPON) is the best alternative for the NGOA networks. Therefore we further analyzed this candidate considering several variants of HPON. The most important components and sections of the HPON, which need to be protected to decrease the impact of each failure in the network have been identified. Based on these outcomes, two resilience architectures protecting the shared part of the HPON were proposed and their reliability performance parameters as well as cost of protection were evaluated. According to the results, using our proposed protection schemes a considerable improvement in reliability performance of the HPON variants can be provided at minor extra investment. We also introduced a cost efficient HPON architecture with different levels of protection for users with various reliability requirements, i.e. the protection of shared parts of the access network for all the connected users and end-to-end resilience scheme for some selected ones (e.g., business users). To gain an overall view on the cost efficiency of the proposed architecture, we evaluated the investment required for deploying these schemes considering several network upgrading paths towards a protected network. Moreover, a sensitivity analysis investigating the influence of network deployments time and the density of the users with higher availability requirements was presented.   In summary, we have shown that HPON is able to fulfill the main NGOA requirements such as high bandwidth per-user, large coverage and client count. The work carried out in the thesis has proved that HPON can also offer high reliability performance while keeping the network expenditures at an acceptable level. Moreover, low power consumption and high flexibility in resource allocation of this architecture, makes it a winning candidate for the NGOA networks. Therefore, HPON is a promising architecture to be deployed as NGOA network in the near future considering the fact that components are soon to be available in the market. / <p>QC 20130530</p> / FP7 EU project, Optical Access Seamless Evolution(OASE)

Radio access technologies evolving fast, mobile operators have to handle an increasing amount of base stations and frequency bands for their network to continue to function. This is a costly venture for mobile network operators that continuously have to keep up to date with never-ending advancements in technologies, as base stations are costly to build and to maintain. It is therefore necessary for these companies to investigate when to close down base stations that are not necessary anymore. With the upcoming release of 5G, it is expected that 3G is going to be less and less used—as of 2018, it is already less used than 4G in developed countries.This thesis analyses the corporate data of a mobile operator, Telenor Sweden, in order to make clear which metrics are important to take into account as regards to deciding whether or not to close down a base station. It provides methods and models to help a mobile operator to take such a decision. It focuses on UMTS (3G) base stations, even though the results can be generalized for other technologies as well.It evaluates the economic feasibility of closing a base station, with regards to how many users are still connecting to it. More importantly, it explains for what reasons users’ devices switch to 3G, and investigates what can be done to avoid switching from 4G to 3G, so as to make it easier to close down a 3G site. It provides eventually a model to help to know when closing a site, given the traffic data of the operator. / Radioåtkomstteknologier utvecklas snabbt, mobiloperatörer måste hantera en ökande mängd basstationer och frekvensband för att deras nätverk fortsätter att fungera. Detta är ett dyrt satsning för mobilnätoperatörer som kontinuerligt måste hålla sig uppdaterade med oändliga tekniska framsteg, eftersom basstationerna är kostsamma att bygga och underhålla. Det är därför nödvändigt för dessa företag att undersöka när man ska stänga basstationer som inte längre är nödvändiga. Med den kommande utgåvan av 5G förväntas 3G att bli mindre och mindre används. Från och med 2018 används den redan mindre än 4G i industriländer. Denna avhandling analyserar företagsdata från en mobiloperatör, Telenor, för att klargöra vilka mätvärden som är viktiga att ta hänsyn till när det gäller att avgöra om en basstation ska stängas eller inte. Det ger metoder och modeller för att hjälpa en mobiloperatör att fatta ett sådant beslut. Den fokuserar på UMTS (3G) basstationer, även om resultaten kan generaliseras för annan teknik också. Det utvärderar den ekonomiska möjligheten att stänga en basstation, med tanke på hur många användare som fortfarande ansluter till den. Viktigare är det att det förklaras av vilka anledningar användarens enheter växlar till 3G och undersöker vad som kan göras för att undvika att växla från 4G till 3G, så att det blir lättare att stänga en 3G-basstation. Det ger så småningom en modell som hjälper till att veta när man stänger en webbplats, med tanke på operatörens trafikdata.

The transportation sector is a vital part of today’s society and accounts for 20 % of our global total energy consumption. It is also one of the most greenhouse gas emission intensive sectors as almost 95 % of its energy originates from petroleum-based fuels. Due to the possible harmful nature of greenhouse gases, there is a need for a transition to more sustainable transportation alternatives. A possible alternative to the conventional petroleum-based road transportation is implementation of Electric Road Systems (ERS) in combination with electric vehicles (EVs). ERS are systems that enable dynamic power transfer to the EV's from the roads they are driving on. Consequently, by utilizing ERS in combination with EVs, both the cost and weight of the EV-batteries can be kept to a minimum and the requirement for stops for recharging can also be eliminated. This system further enables heavy vehicles to utilize battery solutions. There are currently in principal three proven ERS technologies, namely, conductive power transfer through overhead lines, conductive power transfer from rails in the road and inductive power transfer through the road. The aim of this report is to evaluate and compare the potential of a full-scale implementation of these ERS technologies on a global and local (Sweden) level from predominantly, an economic and environmental perspective. Furthermore, the thesis also aims to explore how an expansion of ERS might look like until the year 2050 in Sweden using different scenarios. To answer these questions two main models (global and Swedish perspective) with accompanying submodels were produced in Excel. The findings show that not all countries are viable for ERS from an economic standpoint, however, a large number of countries in the world do have good prospects for ERS implementation. Findings further indicated that small and/or developed countries are best suited for ERS implementation. From an economic and environmental perspective the conductive road was found to be the most attractive ERS technology followed by overhead conductive and inductive road ERS technologies. The expansion model developed demonstrates that a fast expansion and implementation of an ERS-based transportation sector is the best approach from an economical perspective where the conductive road technology results in largest cost savings until 2050. / Transportsektorn är en viktig del av dagens samhälle och står för 20% av den totala globala energiförbrukningen. Det är också en av de sektorer med mest växthusgasutsläpp, där nästan 95% av energin härstammar från petroleumbaserade bränslen. På grund av växthusgasers potentiellt skadliga karaktär finns det ett behov för en övergång till mer hållbara transportmedel. En möjlig alternativ till den konventionella petroleumbaserade vägtransporten är implementering av elektriska vägsystem (ERS) i kombination med elfordon. Elektriska vägsystem är system som möjliggör dynamisk kraftöverföring till fordon från vägarna de kör på. Sålunda kan man genom att använda ERS i kombination med elbilar, minimera både kostnaden och vikten av batterierna samt även minska eller eliminera antalet stopp för omladdningar. Dessutom möjliggör detta system att även tunga fordon kan använda sig av batterilösningar. Det finns för närvarande i princip tre beprövade ERS-tekniker, nämligen konduktiv kraftöverföring genom luftledningar, konduktiv kraftöverföring från räls i vägen och induktiv kraftöverföring genom vägen. Syftet med denna rapport är att utvärdera och jämföra potentialen för en fullskalig implementering av dessa ERS-teknik på en global och lokal (Sverige) nivå från, framförallt, ett ekonomiskt- och ekologiskt perspektiv. Rapporten syftar också till att undersöka, med hjälp av olika scenarier, hur en utbyggnad av ERS i Sverige skulle kunna se ut fram till år 2050. För att besvara dessa frågor producerades två huvudmodeller (global och lokal perspektiv) med kompletterande undermodeller i Excel. De erhållna resultaten visar att ERS inte är lönsamt ur ett ekonomisk perspektiv i precis alla de undersökta länder, dock har ett stort antal länder i världen visat sig ha goda förutsättningar för ERS. Vidare visar resultaten att små och/eller utvecklade länder är bäst lämpade för ERS. Ur ett ekonomiskt- och ekologiskt perspektiv har konduktiv kraftöverföring från räls i väg tekniken visat sig vara den mest attraktiva, följt av konduktiv kraftöverföring genom luftledningar och induktiv kraftöverföring genom väg teknikerna. Expansionsmodellen som utvecklats visar att en snabb expansion och implementation av en ERS-baserad vägtransportsektor är det bästa alternativet, där tekniken för konduktiv kraftöverföring från räls i väg ger de största kostnadsbesparingar fram till 2050.