Ανεμογεννήτριες για εκμετάλλευση θέσεων χαμηλού αιολικού δυναμικού και επίδραση στην διείσδυση αιολικής ενέργειας στο ελληνικό ηλεκτρικό σύστημα

Μασάλας, Στέφανος; Masalas, Stefanos

dc.contributor.author	Μασάλας, Στέφανος	el
dc.contributor.author	Masalas, Stefanos	en
dc.date.accessioned	2018-10-30T10:52:04Z
dc.date.available	2018-10-30T10:52:04Z
dc.date.issued	2018-10-30
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/47858
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16084
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	ΑΠΕ	el
dc.subject	Αιολική ενέργεια	el
dc.subject	Ανεμογεννήτριες χαμηλών ταχυτήτων	el
dc.subject	Ελληνικό ηλεκτρικό σύστημα	el
dc.subject	Συμβατικές ανεμογεννήτριες	el
dc.subject	Renewable energy	en
dc.subject	Wind energy	en
dc.subject	Low wind turbines	en
dc.subject	Greek electrical system	en
dc.subject	Conventional wind turbines	en
dc.title	Ανεμογεννήτριες για εκμετάλλευση θέσεων χαμηλού αιολικού δυναμικού και επίδραση στην διείσδυση αιολικής ενέργειας στο ελληνικό ηλεκτρικό σύστημα	el
heal.type	bachelorThesis	el
heal.classification	Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας	el
heal.classification	Αιολική ενέργεια	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/76bd627c768a0797183e5ea93400e2e461e24985
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/dfb7b54ed53ee78909582bc19a526e02370e90ec
heal.language	el	el
heal.access	campus	el
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-10-19
heal.abstract	Το κυρίως θέμα αυτής της εργασίας είναι οι ανεμογεννήτριες χαμηλών ταχυτήτων και πως μπορούν να εισαχθούν στα αιολικά πάρκα και στο Ελληνικό ηλεκτρικό σύστημα. Οι ανεμογεννήτριες χαμηλών ταχυτήτων είναι σχεδιασμένες να λειτουργούν σε χαμηλές ταχύτητες εκκίνησης και διακοπής επειδή μπορούν να πετύχουν αποδοτική λειτουργία σε χαμηλές ταχύτητες εξαιτίας της μεγάλης διαμέτρου τους. Στο πρώτο μέρος της εργασίας, έχοντας υποθέσει τυπικές καμπύλες λειτουργίας(CP-λ) για συμβατικές μηχανές και ανεμογεννήτριες χαμηλών ταχυτήτων, εξήχθησαν ορισμένες καμπύλες ισχύος και για τα δύο είδη μηχανών για διαφορετικές διαμέτρους και είδη γεννητριών. Αφού έγινε έρευνα μεταξύ συμβατικών μηχανών κατασκευαστών, πραγματοποιήθηκαν διαγράμματα εγκατεστημένης ισχύος-διαμέτρου μηχανής για κάθε κλάση Α/Γ προκειμένου να παραχθεί ένα μοντέλο για κάθε κλάση ανεμογεννητριών. Σε δεύτερο στάδιο, έγινε μελέτη πάνω στο αιολικό σύστημα της Ελλάδας. Καταρχάς, αντλήθηκαν δεδομένα για τα αιολικά πάρκα από τη Ρυθμιστική Αρχή Ενέργειας (Ρ.Α.Ε.) σχετικά με την εγκατεστημένη ισχύ σε κάθε τοποθεσία που περιλαμβάνεται σε ένα συγκεκριμένο δήμο ενός νομού. Ύστερα, χρησιμοποιώντας μεσοκλιματικά μετεορολογικά δεδομένα από το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών, αντιστοιχήθηκε μια τιμή μέσης ταχύτητας ανέμου σε κάθε ομάδα αιολικών παρκών που περιέχονται σε ένα δήμο. Επιπλέον, αντλήθηκαν χρονοσειρές ταχυτήτων από το Εθνικό Αστεροσκοπείο Αθηνών σε σημεία ανά την Ελλάδα. Οπότε, κάθε χρονοσειρά ταχυτήτων ανέμου που αφορά έναν νομό αντιστοιχήθηκε σε κάθε δήμο που περιλαμβάνεται σε αυτόν, πολλαπλασιάζοντας κάθε τιμή της χρονοσειράς αυτής με το λόγο της μέσης ταχύτητας ανέμου του δήμου προς τη μέση ταχύτητα ανέμου του νομού. Για τον υπολογισμό της χρονοσειράς ισχύος σε κάθε δήμο αδιαστατοποιήθηκαν οι καμπύλες ισχύος των 2, 3 και 4 MW για κάθε κλάση ανέμου και ελήφθη υπόψη στους υπολογισμούς αυτή των 3 MW ως αντιπροσωπευτική. Στο επόμενο βήμα της εργασίας εξετάστηκε η προσομοίωση του Ελληνικού ηλεκτρικού συστήματος. Τα φωτοβολταϊκά, η αιολική ενέργεια, οι λιγνιτικές μονάδες, οι ευέλικτες μονάδες φυσικού αερίου και οι υδροηλεκτρικές μονάδες ελήφθησαν υπόψη για την κάλυψη της ζήτησης. Η μελέτη αυτή επικεντρώνεται στη σημερινή ζήτηση ενέργειας και ως έτος αναφοράς επιλέχθηκε το 2020. Μέσα από αυτή τη διαδικασία ο σκοπός ήταν η ελαχιστοποίηση της παραγόμενης ενέργειας από λιγνίτη και φυσικό αέριο και αντίστοιχα η μεγιστοποίηση της παραγόμενης ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές λαμβάνοντας υπόψη τον παράγοντα διείσδυσης για τα αιολικά. Στόχος αυτής της μελέτης ήταν να εξεταστεί αν είναι σκόπιμη η εγκατάσταση μηχανών χαμηλών ταχυτήτων και η αντικατάσταση κάποιων συμβατικών ανεμογεννητριών με ανεμογεννήτριες χαμηλών ταχυτήτων και η επίδρασή τους στο Ελληνικό ηλεκτρικό σύστημα. Έντεκα διαφορετικά σενάρια εγκατάστασης μηχανών χαμηλών ταχυτήτων και αντικατάστασης συμβατικών ανεμογεννητριών εξετάστηκαν σε αυτό το πλαίσιο. Ως βασικοί δείκτες αξιολόγησης των παραπάνω σεναρίων, χρησιμοποιήθηκαν το ποσοστό απορρόφησης αιολικής ισχύος, η αιολική ενεργειακή συνεισφορά, ο τελικός συντελεστής εκμεταλλευσιμότητας και η ευστάθεια του συστήματος.	el
heal.abstract	The main subject of this work is the low wind turbines, how they can be initiated in wind parks and in the Greek power system. Low wind turbines are designed to work in low cut-out and low cut-in wind speeds because they can work effectively in low wind speeds thanks to their great diameter value. At the first part of the project, assuming some typical CP (Power Coefficient)-λ (lambda) curves for conventional and low wind turbines, some power curves were extracted for both types for different diameters and types of generators. After making a research among manufacturing conventional wind turbines, power to diameter graphs were made for each wind turbine scale in order to produce a model for each class of wind turbines. In a second stage, research was made on the wind power system of Greece. At first, data of the wind parks were extracted from the Regulatory Authority for Energy (R.A.E.) concerning the wind power installed in each wind site which is included in a certain municipality of a geographic department. Then, by using mesoclimate meteorological data from the Greek National Observatory, mean wind speed was matched to each group of wind parks contained in a certain municipality. Moreover, wind speed time series were drawn from the Greek National Observatory for points across Greece. Therefore, each wind speed time series of a geographic department was matched to each municipality wind farm that is contained in by multiplying each value of this time series with the mean wind speed of the municipality divided by the mean wind speed of the geographic department. To calculate the power time series of each municipality, the power curves of 2, 3 and 4 MW rated power turned dimensionless for each wind class and the one of 3 MW was taken into account for the calculations as a representative power curve. At the next step of the project the simulation of the Greek electrical system was examined. Solar panels (PV), wind energy, non-flexible lignite units, flexible natural gas units and hydro units were taken into account for the covering of the energy demand. This study focuses on today’s energy demand, therefore the power demand time series that was chosen was that of 2020 as a reference year. Through this procedure the goal was to minimize the electrical energy produced by lignite and natural gas units and respectively maximize the energy produced by renewable energy sources having taken into account the wind penetration factor. The purpose of this work was to examine if it is appropriate to install some low wind turbines and substitute some conventional wind turbines with low wind turbines and their effect on the Greek electrical system. Eleven scenarios of wind turbine substitution were examined for this reason. As an index rating of these scenarios, the wind energy penetration rate, the wind energy provided to the system, the final capacity factor and the level of stability of the electrical system were used.	en
heal.advisorName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Ζερβός, Αρθούρος	el
heal.committeeMemberName	Βουτσινάς, Σπυρίδων	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών	el
heal.academicPublisherID	ntua	el
heal.numberOfPages	68 σ.	el
heal.fullTextAvailability	true