Τεχνοοικονομική Ανάλυση Σκοπιμότητας και Βιωσιμότητας από τη Χωροθέτηση ενός Υπεράκτιου Αιολικού Πάρκου στον Ελλαδικό Χώρο

Κούλη, Ρεβέκκα; Kouli, Revekka

dc.contributor.author	Κούλη, Ρεβέκκα	el
dc.contributor.author	Kouli, Revekka	en
dc.date.accessioned	2016-09-07T09:10:25Z
dc.date.available	2016-09-07T09:10:25Z
dc.date.issued	2016-09-07
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43416
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.5818
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Ναυτική και Θαλάσσια Τεχνολογία και Επιστήμη”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Υπεράκτιο αιολικό πάρκο	el
dc.subject	Δείκτης διαβαθμισμένου κόστους ενέργειας	el
dc.subject	Τεχνοοικονομική ανάλυση	el
dc.subject	Αιολική ενέργεια	el
dc.subject	Offshore wind farm	en
dc.subject	Levelized cost of energy (LCOE)	en
dc.subject	Techno-economic analysis	en
dc.subject	Wind energy	en
dc.title	Τεχνοοικονομική Ανάλυση Σκοπιμότητας και Βιωσιμότητας από τη Χωροθέτηση ενός Υπεράκτιου Αιολικού Πάρκου στον Ελλαδικό Χώρο	el
dc.title	Techno-economic analysis of feasibility and sustainability for siting an Offshore Wind Farm in Greece	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Αιολική ενέργεια	el
heal.classification	Ναυπηγική τεχνολογία	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/dfb7b54ed53ee78909582bc19a526e02370e90ec
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/97726161116a914fe9fcf38119219ae532471c9d
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-07-21
heal.abstract	Στην παρούσα Διπλωματική εργασία, πραγματοποιήθηκε τεχνοοικονομική ανάλυση σκοπιμότητας και βιωσιμότητας από τη χωροθέτηση ενός Υπεράκτιου Αιολικού Πάρκου στον Ελλαδικό χώρο. Ο έλεγχος πραγματοποιήθηκε σε 6 προκαθορισμένα σημεία (Κύμη, Άγιος Ευστράτιος, Λήμνος, Οθωνοί, Σαμοθράκη, Αλεξανδρούπολη), τα οποία πληρούσαν ορισμένα συγκεκριμένα κριτήρια χωροθέτησης. Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκαν 7 διαφορετικά μοντέλα ανεμογεννητριών (Vestas V90 3,0MW, Vestas V112 3,0MW, Vestas V164 7,0MW, Siemens SWT 2,3 82m, Nordex N90 2,3 MW, Nordex N100 2,5 MW, 5M Repower Senvion) και πραγματοποιήθηκε συγκριτική αξιολόγηση μεταξύ τους, με σκοπό την εύρεση του καταλληλότερου μοντέλου για την εκάστοτε περιοχή. Αρχικά παρουσιάζονται οι βασικές έννοιες της αιολικής ενέργειας, όπως είναι η χωρική και χρονική της μεταβλητότητα, το φαινόμενο της τύρβης και οι χαρακτηριστικοί συντελεστές CP, CT. Η ανάλυση αυτή βοήθησε στην καλύτερη κατανόηση της αεροδυναμικής συμπεριφοράς καθώς και του τρόπου λειτουργίας των ανεμογεννητριών. Στη συνέχεια, παρουσιάζονται αναλυτικά τα βασικά στοιχεία των ανεμογεννητριών, που αφορούν τη διάταξη και την περιγραφή των επιμέρους τμημάτων της ατράκτου, τα συστήματα ελέγχου και παρακολούθησης και τέλος τις τεχνικές προδιαγραφές που παρέχονταν από τον ίδιο τον κατασκευαστή για την κάθε ανεμογεννήτρια ξεχωριστά. Παρουσιάζονται ακόμα τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα από την εγκατάσταση ενός αιολικού πάρκου, οι λόγοι που οδήγησαν στη δημιουργία αιολικών πάρκων στη θάλασσα, οι περιοχές που θεωρούνται απαγορευτικές για τη χωροθέτηση υπεράκτιων αιολικών πάρκων, καθώς και οι τρόποι εγκατάστασης των ανεμογεννητριών στο θαλάσσιο περιβάλλον. Εν συνεχεία, παρατίθενται αναλυτικά οι υποψήφιες περιοχές χωροθέτησης ενός Υπεράκτιου Αιολικού Πάρκου στον Ελλαδικό χώρο και αναφέρονται τα σημαντικότερα κριτήρια για την επιλογή τους. Επιπλέον, γίνεται παρουσίαση κάποιων ενδεικτικών σεναρίων, τα οποία αφορούν την ακριβή θέση, το μέγεθος και την πιθανή παραγόμενη ισχύ, για κάθε υποψήφιο αιολικό πάρκο ξεχωριστά. Προχωρώντας στη μεθοδολογία ανάλυσης των δεδομένων αναφέρεται ότι οι επιμέρους υπολογισμοί πραγματοποιήθηκαν μέσω προγραμματιστικού κώδικα στο περιβάλλον του λογισμικού MATLAB. Στόχος είναι η εύρεση της καταλληλότερης περιοχής χωροθέτησης με βάση κάποια επιμέρους κριτήρια. Τα κριτήρια αυτά είναι, η μέση ετήσια ισχύς για κάθε μοντέλο ανεμογεννήτριας, η μέση ταχύτητα του ανέμου για ολόκληρη τη χρονοσειρά δεδομένων, ο δείκτης Mean Annual Variability (MAV), ο οποίος αφορά στην επίδραση της εποχικότητας, ο δείκτης Inter-annual Variability (IAV), ο οποίος αφορά στη διαχρονική μεταβλητότητα του ανέμου και τελευταίο κριτήριο, είναι τα ποσοστά λειτουργίας των ανεμογεννητριών ανά έτος και διαχρονικά. Τέλος, πραγματοποιείται η συγκριτική αξιολόγηση των ανεμογεννητριών, με βάση το δείκτη Διαβαθμισμένου Κόστους Ενέργειας (LCOE). Για τον τελικό υπολογισμό του LCOE, ήταν απαραίτητη η εύρεση κάποιων επιμέρους στοιχείων, όπως είναι η καμπύλη της κατανομής πιθανότητας της ταχύτητας του ανέμου, οι απώλειες λόγω του φαινομένου του στροβιλισμού, τα βάρη των επιμέρους στοιχείων των ανεμογεννητριών, το συνολικό κόστος επενδυτικού κεφαλαίου (CAPEX), το κόστος λειτουργίας και συντήρησης του έργου (OPEX), τα κόστη ασφάλειας και απεγκατάστασης του έργου, καθώς και το Μέσο Σταθμικό Κόστος Κεφαλαίου (WACC).	el
heal.abstract	This Thesis aims to analyze and evaluate both financially and technically the viability and feasibility of the construction of an Offshore Wind Farm (OWF) in Greece. This aim will be fulfilled through the study of six predetermined locations in Greece (Kimi, Agios Eustratios, Lemnos, Othoni, Samothraki and Alexandroupolis), which meet specific siting criteria, by using seven different wind turbine models (Vestas V90 3,0MW, Vestas V112 3,0MW, Vestas V164 7,0MW, Siemens SWT 2,3 82m, Nordex N90 2,3 MW, Nordex N100 2,5 MW and 5M Repower Senvion). In this way, the most suitable wind turbine model will be identified for each location. As a first step, the definition of some basic terms of wind energy resource such as spatial and temporal variability of wind speed, turbulence phenomena and characteristic power coefficient CP and thrust coefficient CT is given, in order to gain a deeper understanding of aerodynamic behavior and operating mode of wind turbines. Furthermore, a detailed presentation of the main features of wind turbines regarding nacelle arrangement, technical description of its individual parts, control and monitoring systems are also provided, along with some technical specifications obtained by the turbines’ manufacturers. Advantages and disadvantages from the installation of OWFs are identified, areas that are considered restricted for the development of OWFs are presented and different foundation types for offshore wind turbines are described. At the same time, potential areas for siting an OWF as well the most crucial criteria for their selection are provided. Moreover, some indicative scenarios concerning the exact location, size and potential wind power output, for each prospective OWF, are introduced in the context of this study. It is worth mentioning that all the calculations as regards the proposed data analysis methodology were made in MATLAB environment. The aim of the methodology was to find the most suitable areas for OWF development, based on specific quantifiable criteria. These criteria included the mean annual wind power, the overall mean wind speed, the mean annual variability (MAV) and inter-annual variability (IAV) of wind speed, and both the annual and overall capacity factor for each wind turbine. Finally, a comparative evaluation of different wind turbine models was conducted, based on the Levelized Cost of Energy (LCOE) index. For the calculation of LCOE, it was necessary to estimate the probability density function of wind speed, the wake losses and electrical losses, the weights of each component of the wind turbine, the Capital Expenditures (CAPEX), the Operational Expenditures (OPEX), the insurance costs, the decommissioning costs and the Weighted Average Cost of Capital (WACC).	en
heal.advisorName	Σουκισιάν, Τακβόρ	el
heal.committeeMemberName	Μαυράκος, Σπυρίδων	el
heal.committeeMemberName	Μπελιμπασάκης, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	104 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true