Ανάπτυξη Υπολογιστικής Εφαρμογής για τον Ενεργειακό Σχεδιασμό στον Ελληνικό Χώρο

Abstract

Οι υπεύθυνοι χάραξης ενεργειακής πολιτικής έρχονται αντιμέτωποι με ιδιαίτερα δύσκολες αποφάσεις στην εποχή μας. Η ελαχιστοποίηση του κόστους παραγωγής ενέργειας δεν είναι αρκετή για να καθορίσει την πορεία των έργων, καθώς πολλά μεγάλα περιβαλλοντικά και κοινωνικά προβλήματα εξαρτώνται από τα ενεργειακά ζητήματα. Ο ενεργειακός σχεδιασμός απαιτεί ένα μεγάλο αριθμό πληροφοριών και υπολογισμών. Για τη διαχείριση παρόμοιων προβλημάτων χρησιμοποιούνται μοντέλα μαθηματικού προγραμματισμού, τα οποία επιλύονται με διάφορους αλγόριθμους. Πολλές λύσεις είναι διαθέσιμες είτε για βελτιστοποίηση γενικότερα είτε περισσότερο εξειδικευμένες. Στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η δημιουργία της EnergO, μιας εφαρμογής για τον ενεργειακό σχεδιασμό στον ελληνικό χώρο, η οποία λαμβάνει υπόψη οικονομικούς, περιβαλλοντικούς και κοινωνικούς παράγοντες. Στο πρώτο κεφάλαιο της εργασίας γίνεται μια εισαγωγή για την αναγκαιότητα του ορθολογικού ενεργειακού σχεδιασμού, με έμφαση στη σπουδαιότητα της ενεργειακής βελτιστοποίησης σε τοπικό επίπεδο και ιδιαίτερα των ορεινών περιοχών. Στη συνέχεια παρουσιάζονται αναλυτικά όλα τα βήματα δημιουργίας της εφαρμογής, τα οποία συνοψίζονται στο μοντέλο γραμμικού προγραμματισμού, τη βάση δεδομένων και το περιβάλλον διεπαφής του χρήστη. Τέλος, εξετάζονται διάφορες περιπτώσεις βελτιστοποίησης στον Ελληνικό χώρο, από μεμονωμένα Δημοτικά Διαμερίσματα, ως το σύνολο της χώρας και τα αποτελέσματα αναλύονται. Η EnergO προσφέρει ένα ολοκληρωμένο περιβάλλον, όπου ο χρήστης μπορεί να διαμορφώνει τις παραμέτρους και τους περιορισμούς του μοντέλου ενεργειακής βελτιστοποίησης και να επαναλαμβάνει την επίλυση. Τα αποτελέσματα των δοκιμών έδωσαν χρήσιμες πληροφορίες για την υφιστάμενη κατάσταση και τα πιθανά σενάρια ενεργειακής βελτιστοποίησης στις περισσότερες περιοχές της Ελλάδας.

Nowadays, energy policy makers are confronted with some hard decisions. Minimizing the cost of energy production is not enough to determine the course of action, as many major environmental and social issues depend on energy management. Energy planning demands a substantially large amount of information and calculations. To address this issue, complex algorithms are used to solve various optimization energy problems. Many solutions exist for this purpose, some with generic orientation and some are more specific. The objective of this study was the development of EnergO, an application for the Hellenic energy planning, which takes into account economic, environmental and social factors. The first chapter suggests an introduction to the need for a well-founded energy planning, emphasizing on the importance of energy optimization at local level, especially in mountain areas. In the next chapter the development steps are presented thoroughly, divided into three sections, the linear programming model, the database and the graphical user interface. Finally, the last chapter examines several optimization cases in Greece, from single Municipality District to national level and the results are discussed. EnergO offers a comprehensive interface for the user to alter the model’s parameters and constraints and repeat the optimization process. The results of the various tests that were conducted, gave us useful information about the present state and the potential optimization scenarios for most parts of Greece.