Διερεύνηση σκοπιμότητας εφαρμογής ανεμογεννητριών κατακόρυφου άξονα σε αστικό περιβάλλον

Abstract

Στις μέρες μας, με την παγκόσμια ενεργειακή και περιβαλλοντική κρίση να κλιμακώνεται, έχει καταστεί σαφές ότι η στροφή στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας αποτελεί μονόδρομο. H αιολική ενέργεια είναι η πρώτη που χρησιμοποιήθηκε και είναι άμεσα συνδεδεμένη με την Ελλάδα ανά τους αιώνες. Το κλίμα της Ελλάδας δημιουργεί ζώνες με υψηλό αιολικό δυναμικό, η εκμετάλλευση του οποίου προσφέρει περιβαλλοντικά, κοινωνικά και οικονομικά πλεονεκτήματα. Η αξιοποίηση της αιολικής ενέργειας θα μειώσει το βαθμό εξάρτησης της χώρας μας από τα ορυκτά καύσιμα, τα οποία προκαλούν σημαντική περιβαλλοντική επιβάρυνση και η μελλοντική διαθεσιμότητά τους είναι αβέβαιη.

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της αξιοποίησης του αιολικού δυναμικού με εφαρμογή ανεμογεννητριών κατακόρυφου άξονα σε αστικό περιβάλλον. Πιο συγκεκριμένα, αρχικά ορίστηκε μια αστική περιοχή μελέτης για την οποία αναλύθηκαν τα φαινόμενα που διέπουν τη ροή του ανέμου σε σχέση με την μορφολογία της. Για την περιοχή συλλέχθηκαν πραγματικά ανεμολογικά δεδομένα τα οποία ύστερα από επεξεργασία χρησιμοποιήθηκαν σε προσομοιώσεις με το πρόγραμμα υπολογιστικής ρευστοδυναμικής Envi-met, με σκοπό τον υπολογισμό του αιολικού δυναμικού σε διαφορετικές θέσεις. Με βάση τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων, εξήχθησαν συμπεράσματα για το μικροκλίμα τις περιοχής και αξιολογήθηκε, με οικονομοτεχνικά κριτήρια, η πιθανότητα εγκατάστασης ανεμογεννητριών.

Nowadays, with the global energy and environmental crisis escalating, it has become transparent that the shift to renewable energy poses as an one-way. Wind power is the first one used and is directly linked to Greece throughout history. The climate of Greece creates zones with high wind potential, which exploitation offers environmental , social and economic benefits. The use of wind energy will reduce the dependence of our country on fossil fuels which cause significant environmental impact and their future availability is uncertain.

The purpose of this thesis is to investigate the use of wind power by applying vertical axis wind turbines in an urban environment. Specifically, an urban area was originally defined for study and the phenomena governing the flow of the wind were analyzed, in relation to its morphology. For the area, wind data was collected which were processed and, later, used in simulations with the comptutational fluid dynamics program Envi-met, in order to calculate the wind potential at different locations. Based on the results of simulations, conclusions were reached on the micro-climate of the area and the feasibility of wind turbines was investigated with techno-economic criteria.