Διερεύνηση δυνατοτήτων αποθήκευσης περίσσειας ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές στο διασυνδεδεμένο δίκτυο της Ελλάδας

Abstract

Η υψηλή διείσδυση των ΑΠΕ σε ηλεκτικά αυτόνομα συστήματα ατιμετωπίζει σημαντικά τεχνικά προβλήματα και περιορισμούς που οφείλονται στις δυσμενέίς επιπτώσεις της κυμαινόμενης και διακοπτόμενης παραγωγής ΑΠΕ προκειμένου να επιτευχθεί η σταθερόττηα και η αξιοπιστία του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Η αποθήκευση ενέργειας αποτελεί έναν αποτελεσματικό τρόπο για τη διαχείριση πλεονάζουσας παραγωγής ΑΠΕ ενώ η αντλησιοταμίευση αποτελεί την πιο κατάλληλη και λιγότερο δαπανηρή λύση για μαζική αποθήκευση ενέργειας. ΄ Η παρούσα μελέτη έχει ως στόχο να διερευνήσει τις επιδόσεις ενός συστήματος αποθήκευσης που θα εισαχθεί σε καποιους συμβατικούς ΥΗΣ στην Ελλάδα. Αρχικά, με την βοήθεια ενός υπολογιστικού κώδικα Fortran εκτιμάται η απόρριψη της παραγωγής ΑΠΕ ανάλογα με την εγκατεστημένη ισχύ μέσω ενεργειακών δεδομένων όπως αυτά δίνοτναι από την ΔΕΗ ΑΕ για ένα έτος αναφορας(2008).Στη συνέχεια, μελετάται ένα συγκρότημα αντλιοστασίων το οποίο τροφοδοτείται από την απορριφθείσα ενέργεια και αυξάνει το νερό από μια κατώτερη δεξαμενή στην άνω κύρια δεξαμενή του. Η πρόσθετη υδραυλική ενέργεια που αποθηκεύεται στο σύστημα μπορεί να επανχρησιμοποιηθεί για τη παραγωγή σταθερής και ελεγχόμενης παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Προκειμένου να καταλήξουμε σε αξιόπιστα συμπεράσματα, μελετώνται διάφορα σενάρια σχετικά με το ποσοστό ενέργειας που αξιοποιείται από κάθε πιθανή αναστρέψιμη μονάδα. Η λειτουγία του συνδυασμένου συστήματος προσωμειώνεται με λετπομέρεια και τα ενεργειακά αποτελέσματα αναλύονται εκτενώς. Επιπλέον, γίνεται οικονομοτεχνική αξιολόγηση των αντλητικών συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας η οποία πραγματοποιείται με βάση τις τρέχουσες οικονομικές συνθήκες της Ελλάδας. ΌΛ ατα παραπάνω προκύπτουν με τη βοήθεια ενός δεύτερου υπολογιστικού κώδικα γλάσσας Fortran. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ε΄να σημαντικό ποσό της παραγωγης ΑΠΕ μπορούν να αποθηκεύονται και να αξιοποιούνται, αυξάνοντας την ετήσια παραγωγή ενέργειας αλλά και εξασφαλίζοντας την οικονομική βιωσιμότητα μιας τέτοιας επένδυσης η οποία εξαρτάται από κρίσιμες παραμέτρους, ορισμένες από τις οποίες εντοπίστηκαν, όπως η εγκατεστημένη αιολική ισχύς, οι ώρες λειτουργίας των σταθμών και η σειρα κατακσευής τους.

The high penetration of Renewable Energy Sources (mainly wind and solar) into electricity grid systems faces significant technical problems and limitations due to the adverse effects of fluctuating and intermittent Renewable Energy Sources production to achieve stability and reliability of the electricity system. Energy storage is an effective way to manage excess RES, and the pumped storage is the most appropriate and least expensive solution for mass energy storage. This study aims to investigate the performance of a storage system to be introduced to some conventional HPP in Greece. Initially, with the help of a computer code (named Fortran), rejections of RES are estimated according to the installed power through energy data as given by the PPC for a base year (2008). Then, pumping power system which is powered by the rejected energy and increases the water from a lower reservoir to the upper main tank achievements is investigated.The additional hydraulic energy stored in the system can be reused for the production of stable and controlled power. In order to reach reliable conclusions, various scenarios are examined on the amount of energy utilized in any possible reversible unit. The operation of the combined system is simulated in detail and energy results are analyzed extensively. Moreover, an economic evaluation of the pumped energy storage systems is carried out based on current economic conditions in Greece. All these results obtained with the help of a second computer code. The results showed that a significant amount of RES can be stored and used, increasing the annual energy production and ensuring the financial viability of such an investment, which depends on critical parameters, some of which were identified as the installed wind power, the hours of the stations’ operation and the series of their construction.