Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται κάποια στοιχεία για τα ΑΠΕ και τα χαρακτηριστικά τους αλλά δίνεται περισσότερη έμφαση στο ελληνικό σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (στους σταθμούς παραγωγής είτε ιδιωτικούς είτε της ΔΕΗ) τόσο από συμβατικές όσο και από ΑΠΕ. Στη συνέχεια, αναφέρονται εκτενέστερα οι πηγές ενέργειας που θα χρησιμοποιηθούν στις εξομοιώσεις, δηλαδή η ηλιακή ενέργεια, η αιολική ενέργεια και η τεχνολογία του υδρογόνου (που περιλαμβάνει κελιά καυσίμου, ηλεκτρόλυση του νερού για την παραγωγή υδρογόνου και την αποθήκευση του τελευταίου).
Η μπαταρία ως αποθηκευτική μονάδα αναπτύσσεται συνοπτικά και κατόπιν αναφέρονται τα οικονομικά στοιχεία ενός συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Το τελευταίο θεωρητικό κομμάτι είναι αφιερωμένο στο πρόγραμμα εξομοίωσης που χρησιμοποιήθηκε, το Homer, και αναλύονται λεπτομερώς τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν καθώς και οι τεχνικές λειτουργίας του.
Στο τελευταίο κομμάτι της διπλωματικής εργασίας πραγματοποιούνται οι εξομοιώσεις στο Homer για ένα υβριδικό αυτόνομο σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και παρατίθονται τα αποτελέσματα αυτών με τη βοήθεια των διαγραμμάτων που παρέχει το συγκεκριμένο πρόγραμμα. Αρχικά, παρατίθονται τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν, δηλαδή η περιοχή για την οποία έγιναν οι εξομοιώσεις με τα αιολικά και τα ηλιακά δεδομένα, τα στοιχεία που χρησιμοποιήθηκαν στις εξομοιώσεις, τα είδη των ανεμογεννητριών,των φωτοβολταϊκών πλαισίων, των κελιών καυσίμου, των ηλεκτρολυτών, των μονάδων αποθήκευσης υδρογόνου, των μπαταριών, των αντιστροφέων και των γεννητριών, καθώς και τα οικονομικά στοιχεία που θέσαμε ως δεδομένα για την πραγματοποίηση των εξομοιώσεων.
Οι εξομοιώσεις που πραγματοποιήθηκαν ήταν ο συνδυασμός ανά δύο όλων των παραπάνω πηγών ενέργειας και μια με όλες μαζί (δηλαδή 6 εξομοιώσεις), με σκοπό την ανεύρεση του πιο οικονομικού συνδυασμού ενός υβριδικού αυτόνομου συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας για μια περιοχή κοντά στο Ηράκλειο Κρήτης που εξετάζουμε. Οι εξομοιώσεις πραγματοποιήθηκαν τόσο με την χρήση μπαταριών όσο και χωρίς την χρήση αυτών για να διαπιστωθεί κατά πόσο οι μπαταρίες επηρεάζουν ένα αυτόνομο σύστημα. Από τα αποτελέσματα των εξομοιώσεων δεν συμπεραίνεται με ακρίβεια ποια είναι η πιο συμφέρουσα καθώς αυτό εξαρτάται από τα κριτήρια που θέτει ο κάθε επενδυτής. Αυτά είναι:
• Με βάση τη χρήση ή μη των μπαταριών
• Με βάση τη συνολική παραγόμενη ενέργεια
• Με βάση τo συνολικό κόστος της επένδυσης
• Με βάση το πλεόνασμα παραγόμενης ενέργειας
• Με βάση ποια συστήματα παραγωγής ενέργειας είναι υπεύθυνα για την μόλυνση του περιβάλλοντος
• Με βάση την κλίση των φ/β πλαισίων, σύμφωνα με τα αποτελέσματα της ανάλυσης ευαισθησίας
Οι κυριότεροι παράγοντες για την επιλογή ενός συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι ο οικονομικός και η εκπομπή ρύπων. Απ' τις εξομοιώσεις συμπεραίνεται ότι η πιο οικονομική επιλογή υβριδικού συστήματος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας είναι ο συνδυασμός των πηγών γεννήτριας πετρελαίου – φωτοβολταικής συστοιχίας και ο συνδυασμός των πηγών φωτοβολταικής συστοιχίας-ανεμογεννήτριας είναι η πιο φιλική επιλογή προς το περιβάλλον μιας και δεν παράγει καθόλου ρύπους. Ανάμεσα στις δύο παραπάνω επιλογές, η πιο συμφέρουσα είναι η δεύτερη μιας και ως προς οικονομικής άποψης δεν είναι ακριβή (είναι η τρίτη πιο φθηνή), ενώ ο συνδυασμός γεννήτριας πετρελαίου – φωτοβολταικής συστοιχίας παράγει αρκετά υψηλό ποσοστό ρυπών (είναι η δεύτερη).
Στο τέλος, πραγματοποιήθηκαν άλλες 3 εξομοιώσεις με το συνδυασμό της τεχνολογίας του υδρογόνου με τις υπόλοιπες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, μια κάθε φορά και όλες μαζί στο τέλος, με τις πιθανές μελλοντικές τιμές των στοιχείων της πρώτης (προβλέψεις για το 2020). Σύμφωνα λοιπόν με τα αποτελέσματα των εξομοιώσεων χρησιμοποιώντας τις μελλοντικές τιμές για την τεχνολογία του υδρογόνου, το μέλλον ανήκει σ αυτή την τεχνολογία και ο συνδυασμός της τόσο με την αιολική όσο και με την ηλιακή είναι μια οικονομική και συνάμα αποδοτική λύση χωρίς να μολύνουμε καθόλου το περιβάλλον. / In this project is presented things about renewable energy sources and their characteristics but is given more importance in the GPS, GREEK POWER SYSTEM, (either private power stations or NATIONAL ELECTRICAL COMPANY) by conventional sources and by Renewable Energy Sources. Afterwards, it is reported, extensively, to the energy sources that is used in simulations, in other words the solar energy, the wind energy and the hydrogen technology (that includes fuel cells, electrolyze of water for hydrogen production and the storage of the last one).
It is developed the battery as stocking unit and then is reported to the economic elements of a power system. The last theoretical part is dedicated to the simulation program, HOMER and is analyzed its components and its techniques.
In the last part of project, is simulated autonomous power systems and is commented their results, being helped by the diagrams that HOMER exports. Initially, it is mentioned the data that were used, that is to say the area with its solar and wind data, the elements that were used in the simulations, the types of wind generators, of photovoltaic frames, of fuel cells, of electrolytes, of hydrogen storages, of batteries, of inverter and of diesel generators, as well as the economic elements of simulations.
The simulations contained the combination of the above sources of energy ( 6 simulations) aiming the recovery of the most lucrative combination of hybrid autonomous power system for an area close to Heraklion of Crete that was examined. The simulations were realized with the use of batteries and without them in order to understand their influences in autonomous power systems. The results of the simulations cannot lead, precisely, to a lucrative choice about a power system, something that depends on investor’s criteria. These are:
• Based on the use or not of batteries
• Based on the total production of energy
• Based on the excess electricity
• Based on the power system responsible for the pollution of the environment
• Based on the photovoltaic tilt , according to the sensitivity results
The main factors το choose an electric power system are the economic and the emission of pollutants. According to simulation results, the most economic choice of hybrid system is the combination of diesel generator - photovoltaic frames and the combination of photovoltaic frames-wind generator are the friendliest choice to the environment. Between the above choices, the second one is the most aproppriate due to its low cost, while the first one produces high percentage of pollutants.
Finally, we realized 3 more simulations combined the technology of hydrogen, using possible future prices of its elements (forecasts for 2020), with the renewable energy sources. According to these results, the future belongs to hydrogen technology and its combination with the solar or the wind energy can create a cheap, efficient and without pollutants choice.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/2465 |
| Date | 22 December 2009 |
| Creators | Σφακιανάκης, Κωνσταντίνος |
| Contributors | Πυργιώτη, Ελευθερία, Αλεξανδρίδης, Αντώνιος, Πυργιώτη, Ελευθερία |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
Page generated in 0.0028 seconds