Αξιολόγηση υβριδικού συστήματος ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην νήσο Πάτμο

Σαρρής Μπιτσάκος, Μάριος Δημήτριος; Sarris Bitsakos, Marios Dimitrios

dc.contributor.author	Σαρρής Μπιτσάκος, Μάριος Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Sarris Bitsakos, Marios Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2019-03-01T08:20:03Z
dc.date.available	2019-03-01T08:20:03Z
dc.date.issued	2019-03-01
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/48330
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16142
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	Υβριδικά συστήματα	el
dc.subject	Αφαλάτωση	el
dc.subject	Αιολική ενέργεια	el
dc.subject	Αντλησιοταμίευση	el
dc.subject	Πάτμος	el
dc.subject	Patmos	en
dc.subject	Pumped storage hydropower	en
dc.subject	Desalination	en
dc.subject	Ηydroelectric power	en
dc.subject	Hybrid system	en
dc.title	Αξιολόγηση υβριδικού συστήματος ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην νήσο Πάτμο	el
dc.title	Study of a hybrid system of renewable energy sources in the island of Patmos	en
dc.contributor.department	Τομέας υδατικών πόρων και περιβάλλοντος	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ	el
heal.classification	Renewable energy sources	en
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/76bd627c768a0797183e5ea93400e2e461e24985
heal.classificationURI	http://id.loc.gov/authorities/subjects/sh85112837
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-11-01
heal.abstract	Η ηλεκτρική παραγωγή στην Ελλάδα βασίζεται στο φθηνό πλην ρυπογόνο λιγνίτη και με τα νέα δεδομένα και τα δικαιώματα ρύπων ολοένα να αυξάνονται το περιβαλλοντικό όφελος δείχνει ότι αρχίζει να συμβαδίζει με το οικονομικό και πλέον ο προσανατολισμός προς τις ΑΠΕ μοιάζει επιβεβλημένος. Ιδιαίτερα στα ελληνικά νησιά που αποτελούν σημεία υψηλών ενεργειακών απαιτήσεων λόγω της μεγάλης τουριστικής επισκεψιμότητας κατά τους καλοκαιρινούς μήνες. Παράλληλα αποτελούν στην πλειοψηφία τους μη διασυνδεδεμένες περιοχές με το δίκτυο της ΔΕΗ με αποτέλεσμα να τροφοδοτούνται κατά κόρον από τοπικούς σταθμούς παραγωγής με ντίζελ ή μαζούτ. Το ζήτημα οξύνεται για τα λεγόμενα άνυδρα νησιά, όπου μεταφέρονται μεγάλες ποσότητες νερού για την κάλυψη των αναγκών ύδρευσης με την αρκετά δαπανηρή λύση της μεταφοράς νερού με πλωτά μέσα. Το πλούσιο αιολικό δυναμικό των ελληνικών νησιών σε συνδυασμό με το απαραίτητο σεβασμό προς το φυσικό τους τοπίο καθιστούν την εγκατάσταση υβριδικών συστημάτων με αφαλάτωση μια ελπιδοφόρα και βιώσιμη περιβαλλοντικά λύση. Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει την προσομοίωση και αξιολόγηση ενός υβριδικού συστήματος με αφαλάτωση για τη νήσο Πάτμο που αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα άνυδρα νησιά. Λήφθηκαν ανεμολογικά δεδομένα, δεδομένα ηλεκτρικών και υδρευτικών αναγκών για την περίοδο μελέτης 2007-2017 και αναπτύχθηκε ένα μοντέλο προσομοίωσης του συστήματος στο πρόγραμμα Microsoft Excel 365. Το εν λόγω υβριδικό έργο περιλαμβάνει 6 ανεμογεννήτριες, έναν αντλητικό σταθμό, υδροστρόβιλο στο ύψος της θάλασσας, μία μονάδα αφαλάτωσης, έναν ταμιευτήρα θαλασσινού νερού σε υψόμετρο 90 m, καθώς και τη μετατροπή του υφιστάμενου φράγματος του λιβαδιού σε ταμιευτήρα αφαλατωμένου νερού. Για τη βέλτιστη λειτουργία του υβριδικού συστήματος μελετήθηκαν διάφορα σενάρια διασύνδεσης, τρόπου λειτουργίας καθώς και μεγέθους των επιμέρους στοιχείων του έργου. Η γενική αρχή που διέπει όλα τα σενάρια είναι ότι σε κάθε ένα από αυτά ένα ποσοστό αιολικής ενέργειας διατίθεται απευθείας στο δίκτυο, ενώ το υπολειπόμενο κατανέμεται σε χρήσεις όπως η άντληση και η αφαλάτωση. Ο αντλητικός σταθμός αντλεί νερό προς τον άνω ταμιευτήρα και σε περίπτωσης μη κάλυψης των αναγκών ηλεκτρικών αναγκών τροφοδοτείται από τον άνω ταμιευτήρα ο υδροστρόβιλος για την κάλυψής τους. Παράλληλα η μονάδα αφαλάτωσης με βάση τη διαθέσιμη ενέργεια εναποθέτει το αφαλατωμένο νερό στον ταμιευτήρα αφαλατωμένου νερού και από εκεί διατίθεται προς ύδρευση και άρδευση. Για την ισορροπημένη λειτουργία του συστήματος λήφθηκε σταθερή παραγωγή ενέργειας από τον ΤΣΠ του νησιού ίση με το 20% της εγκατεστημένης ισχύος. Επιπλέον έγινε ανάλυση της βέλτιστης κατανομής της αιολικής ενέργειας μεταξύ της απευθείας διατιθέμενης στο δίκτυο και της υπολειπόμενης που τροφοδοτεί τον αντλητικό σταθμό και τη μονάδα αφαλάτωσης. Τέλος, επιχειρήθηκε ανάλυση κόστους οφέλους με τον υπολογισμό του κόστους εγκατάστασης και λειτουργίας καθώς και την απαιτούμενη τιμή διάθεσης της kWh και του κυβικού μέτρου νερού, ώστε η επένδυση να είναι οικονομικά βιώσιμη. Η παραπάνω διαδικασία οδηγεί στην εξαγωγή συμπερασμάτων ως προς τη λειτουργία του υβριδικού συστήματος και την αξιοπιστία του ως προς την κάλυψη των αναγκών ηλεκτρικής ενέργειας, ύδρευσης και άρδευσης.	el
heal.abstract	In most Greek islands, the energy needs of both the residents and tourists are covered mostly by autonomous power stations, which produce energy by consuming fossil fuels. This way, they suffer by the consequences of energy dependency on remoted areas. The reclamation of their rich potential of Renewable Energy Sources is the key to achieving their energy independency. The best way to achieve this, is the implementation of energy storage. Hydroelectric energy is produced by the conversion of the potential energy of the water of the lakes and kinetic energy of the water of rivers into electricity.The island of Patmos is an island of the eastern Aegean. It is one of the most northern islands of the Dodecanese complex. It has a population of 3.047 people, number that reaches 13.000 during the summer months, and an area of 34,05 km2. The highest point is Profitis Ilias, 270 meters above the sea level. The municipality of Patmos includes the offshore islands of Arkoi, Marathos and several uninhabited islets.The island of Patmos is facing a chronic shortage of water resources. Previously, the only source of coverage was underground aquifers. Since 1996, shipping water has begun to float in an ever-increasing amount of an unsustainable and economically unprofitable solution. Small quantities are covered by the use of rinsing tanks. Irrigation is poorly made mainly of wells and secondarily of the water supply network. In 2005 Livadi dam was vii completed with a useful capacity of 443.000 m3, which was expected to cover a large part of the irrigation needs. However, the yield of the dam was not the expected one by concentrating small quantities of water of the order of 10.000 m3. At the beginning of June 2017, two desalination units with a capacity of 1.200 m3/day of drinking water were completed and delivered in operation. Their cost amounted to € 900.000, while an annual average of € 1,2 million was spent on the transport of water.The study of a hybrid system in the island of Patmos, in order to produce energy and cover water demands is particularly important as it can provide solutions to acute problems, like the water scarcity and the instability of local power grids. The system will consist of one water reservoir of salt water at an altitude of 90 meters, six wind turbines of 900kW power each, a desalination unit of 1.200 m3/day, a pumping station of 1.200 kW(800 kW + 400 kW) power in order to pump salt water to the upper reservoir. In the case of not satisfied electricity demands, the water of the upper reservoir will supply a hydroelectric station 1.200 kW, which will cover the needs of the local power grid. If the demand for electricity cannot be covered by the derivatized wind and hydroelectric energy, the deficit will be covered by extra energy from the local PPC station.	en
heal.advisorName	Μπαλτάς, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Μαμάσης, Νίκος	el
heal.committeeMemberName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Σχολή Πολιτικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	153
heal.fullTextAvailability	true