Προσομοίωση και αξιολόγηση συστήματος αντλησιοταμίευσης στον ταμιευτήρα Καστρακίου

Μανίκας, Κωνσταντίνος; Manikas, Konstantinos

dc.contributor.author	Μανίκας, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Manikas, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2022-01-21T08:48:22Z
dc.date.available	2022-01-21T08:48:22Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54400
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22098
dc.rights	Default License
dc.subject	Αποθήκευση ενέργειας	el
dc.subject	Αντλησιοταμίευση	el
dc.subject	Ταμιευτήρας Καστρακίου	el
dc.subject	Προσομοίωση	el
dc.subject	Αξιολόγηση	el
dc.subject	Energy storage projects	en
dc.subject	Pumped Hydropower Storage (PHPS)	en
dc.subject	Kastraki reservoir	en
dc.subject	Simulation	en
dc.subject	Evaluation	en
dc.title	Προσομοίωση και αξιολόγηση συστήματος αντλησιοταμίευσης στον ταμιευτήρα Καστρακίου	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Αποθήκευση ενέργειας	el
heal.language	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-11-03
heal.abstract	Η διαχείριση της ενέργειας και η κάλυψη των ενεργειακών αναγκών αποτελεί μία από της μεγαλύτερες προκλήσεις που καλείται να αντιμετωπίσει η ανθρωπότητα. Τις τελευταίες δεκαετίες έχουν γίνει προσπάθειες για περιορισμό της χρήσης των ορυκτών καυσίμων, παρόλα αυτά η διείσδυση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) παραμένει ακόμα σε χαμηλά επίπεδα. Αυτό οφείλεται σε μεγάλο βαθμό στην ίδια τη φύση των συγκεκριμένων πηγών, η οποία χαρακτηρίζεται από έντονη στοχαστικότητα. Στην πλειονότητα των περιπτώσεων η ενέργεια που παράγεται από τις ΑΠΕ εξαρτάται άμεσα από παράγοντες με μεγάλη αβεβαιότητα , όπως ο άνεμος, η διαθέσιμη ηλιοφάνεια, η υδρολογική δίαιτα ενός ποταμού. Η αβεβαιότητα αυτή καθιστά ιδιαίτερα δύσκολη την ενσωμάτωση των ΑΠΕ σε ένα δίκτυο, καθώς αυξάνει σημαντικά της πολυπλοκότητά του, ενώ παράλληλα η διείσδυσή τους πέρα από κάποιο όριο έχει ως αποτέλεσμα την μείωση της αξιοπιστίας του δικτύου. Για την αντιμετώπιση των παραπάνω ζητημάτων και την διαμόρφωση μιας ενεργειακής παραγωγής βασισμένης σε πηγές φιλικές προς το περιβάλλον, καθοριστικό ρόλο έρχονται να παίξουν τα έργα αποθήκευσης ενέργειας και κυρίως η πρακτική της αντλησιοταμίευσης. Τα έργα αντλησιοταμίευσης, στα οποία πραγματοποιείται άντληση και αποθήκευση ύδατος από ένα κατάντη ταμιευτήρα σε έναν ανάντη, όταν υπάρχει περίσσεια ενέργειας και χρήση αυτού για παραγωγή ενέργειας όταν υπάρχει ζήτηση, προσφέρουν σημαντικές δυνατότητες για την αποτελεσματικότερη διαχείριση της ενεργειακής παραγωγής και την περαιτέρω διείσδυση των ΑΠΕ στο δίκτυο. Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι η προσομοίωση και η αξιολόγηση ενός τέτοιου συστήματος αντλησιοταμίευσης, το οποίο τοποθετείται στον ταμιευτήρα του Καστρακίου. Η περιοχή μελέτης, η οποία βρίσκεται εντός της λεκάνης απορροής του ποταμού Αχελώου, χαρακτηρίζεται από ένα ιδιαίτερα πλούσιο υδροδυναμικό, λόγω του έντονου ανάγλυφου και των μεγάλων κλίσεων του εδάφους, καθώς και λόγω της ύπαρξης σημαντικών βροχοπτώσεων. Αυτό καθιστά την περιοχή πρόσφορη για την περεταίρω επέκταση της υδροηλεκτρικής παραγωγής, αλλά και για την τοποθέτηση συστημάτων αντλησιοταμίευσης. Για τη διαμόρφωση του συστήματος αντλησιοταμίευσης εντοπίζεται και τοποθετείται στα ανάντη και σε κοντινή απόσταση από τον ταμιευτήρα του Καστρακίου, ένας δεύτερος ταμιευτήρας μικρότερης χωρητικότητας. Η τοποθέτηση του ταμιευτήρα καθώς και ο υπολογισμός διαφόρων τεχνικών χαρακτηριστικών του (επιφάνεια και όγκος κατάκλυσης, σχέση στάθμης-αποθέματος) γίνεται με τη βοήθεια του προγράμματος ArcGIS Pro. Η προσομοίωση του συστήματος πραγματοποιείται για διάστημα 40 ετών με μηνιαίο χρονικό βήμα. Επίσης, πραγματοποιείται προσομοίωση για ένα τυπικό εικοσιτετράωρο του Ιουλίου, κατά το οποίο οι υδροδοτικές και ενεργειακές ανάγκες είναι αυξημένες. Με βάση τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων αξιολογείται το σύστημα ως προς την κάλυψη των υδροδοτικών και ενεργειακών αναγκών, καθώς και ως προς τις δυνατότητες που προσφέρει για αποτελεσματικότερη διαχείριση της ενεργειακής παραγωγής.	el
heal.abstract	Energy management and covering energy needs are some of the greatest challenges humanity faces. Efforts have been made in recent decades to limit the use of fossil fuels; however, the exploitation of Renewable Energy Sources (RES) remains at low levels. One of the main reasons that impedes further usage of these sources is the stochasticity that characterizes them. In most cases, the energy produced by RES depends significantly on factors with high uncertainty, such as wind, available sunshine, inflows of a river. As a result, the integration of RES into an electricity grid beyond a certain limit increases the complexity and volatility of the grid. To address the above issues and shape an energy production based on environmentally friendly sources, energy storage projects and especially the practice of Pumped Hydropower Storage (PHPS) could play a decisive role. In a PHPS project, when an excess of energy exists, water is pumped and stored from a downstream reservoir to another one, located upstream. When a scarcity of energy exists, the stored water is used for energy production. PHPS offers significant opportunities for more efficient energy management and further integration of RES into the electricity grid. The object of this diploma thesis is the simulation and evaluation of such a PHPS project, which is installed on the reservoir of Kastraki. For the configuration of the PHPS, a second reservoir of a smaller capacity is situated upstream and close to Kastraki reservoir. The installation of the reservoir, as well as, the calculation of its technical characteristics (capacity, flooded area, storage-elevation curves) is held with the help of the ArcGIS Pro software. The system simulation is performed for 40 years with a monthly time step. Furthermore, another simulation for a typical day of July, when water and energy needs are increased, is conducted. Finally, the system will be evaluated in terms of covering the water supply and energy needs, as well as in terms of efficient energy management.	en
heal.advisorName	Μπαλτάς, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Μπαλτάς, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Μαμάσης, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Ευστρατιάδης, Ανδρέας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	79 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false