Το ενεργειακό προφίλ των νοικοκυριών του οικισμού του Μετσόβου

Καράνη, Ιωάννα; Karani, Ioanna

dc.contributor.author	Καράνη, Ιωάννα	el
dc.contributor.author	Karani, Ioanna	en
dc.date.accessioned	2022-10-25T09:08:54Z
dc.date.available	2022-10-25T09:08:54Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/55992
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.23690
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Περιβάλλον και Ανάπτυξη των Ορεινών Περιοχών"
dc.rights	Default License
dc.subject	Οικιακή ενεργειακή κατανάλωση	el
dc.subject	Μέτσοβο	el
dc.subject	Συσταδοποίηση	el
dc.subject	Παλινδρόμηση	el
dc.subject	Νευρωνικά Δίκτυα	el
dc.subject	Household energy consumption	en
dc.subject	Metsovo	el
dc.subject	Regression	el
dc.subject	Clustering	el
dc.subject	Neural Networks	el
dc.title	Το ενεργειακό προφίλ των νοικοκυριών του οικισμού του Μετσόβου	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Ενέργεια και Περιβάλλον	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-07-05
heal.abstract	Το ενεργειακό ζήτημα αποτελεί σήμερα ένα από τα κομβικά προβλήματα της σύγχρονης κοινωνίας. Η ενέργεια συνδέεται άμεσα με την οικονομική και κοινωνική ανάπτυξη. Ωστόσο, συμμετέχει σημαντικά στην παραγωγή αερίων ρύπων και αερίων του θερμοκηπίου, επιφέροντας σημαντικά περιβαλλοντικά προβλήματα, αλλά και προβλήματα δημόσιας υγείας μέσω της ατμοσφαιρικής ρύπανσης. Η οικιακή ενεργειακή κατανάλωση αντιπροσωπεύει περίπου το ένα τρίτο της συνολικής καταναλισκόμενης ενέργειας σε παγκόσμιο και ευρωπαϊκό επίπεδο και υπό το πρίσμα της επερχόμενης πληθυσμιακής αύξησης, η μελέτη της ενεργειακής κατανάλωσης του οικιστικού τομέα είναι απαραίτητη. Σε πρώτο επίπεδο, θα πρέπει να προσδιορίζονται κάθε φορά οι παράγοντες που καθορίζουν την ενεργειακή κατανάλωση. Η σχετική έρευνα έχει φωτίσει την πολυπαραγοντική φύση του ζητήματος, αναδεικνύοντας μια σειρά από παράγοντες , όπως οι κλιματικές συνθήκες, τα τεχνικά χαρακτηριστικά του κτιρίου, το εισόδημα, τα μέλη του νοικοκυριού, την τιμής της ηλεκτρικής ενέργειας. Επιπρόσθετα, η κατανάλωση ενέργειας εμφανίζει έντονη χωρική διάσταση. Ιδιαίτερα, στην περίπτωση των ορεινών περιοχών το υψόμετρο, οδηγεί σε αυξημένες θερμικές ανάγκες, ενώ άλλα βασικά χαρακτηριστικά των περιοχών αυτών, όπως η κλίση, η περιορισμένη παραγωγική δραστηριότητα και η απομόνωση διαμορφώνουν την ενεργειακή συμπεριφορά των νοικοκυριών. Παράλληλα, οι ορεινές περιοχές πλήττονται δριμύτατα από την ενεργειακή φτώχεια, καθιστώντας το ζήτημα της μελέτης της οικιακή ενεργειακής κατανάλωσης διακριτά για τις ορεινές περιοχές άμεση προτεραιότητα. Η περιοχή μελέτης που επικεντρώνεται η εργασία αυτή είναι ο οικισμός του Μετσόβου, ένας ορεινός οικισμός της Ελλάδας. Μέσα από τη συγκεκριμένη εργασία επιχειρήθηκε να απαντηθούν τα εξής ερωτήματα: α) ποια είναι η ηλεκτρική και θερμική κατανάλωση των νοικοκυριών του Μετσόβου και πως αυτές διαφέρουν ή όχι από τις αντίστοιχες καταναλώσεις σε επίπεδο χώρας, β) ποια χαρακτηριστικά φέρουν τα νοικοκυριά που παρουσιάζουν παρόμοια ενεργειακή συμπεριφορά και γ) ποιοι παράγοντες επιδρούν καθοριστικά στη διαμόρφωση των ετήσιων συνολικών ενεργειακών δαπανών των νοικοκυριών. Προκειμένου να απαντηθούν τα παραπάνω ερωτήματα χρησιμοποιήθηκαν εργαλεία και μέθοδοι αιχμής από τον κλάδο της μηχανικής μάθησης και τεχνητής νοημοσύνης. Στο πρώτο στάδιο της εργασίας, εκτιμήθηκε η ετήσια ενεργειακή κατανάλωση των νοικοκυριών με χρήση βαθιών αναδρομικών νευρωνικών δικτύων LSTM (deep LSTM RNN). Τα αποτελέσματα του δικτύου χρησιμοποιήθηκαν συνδυαστικά με τα διαθέσιμα δεδομένα ετήσιας θερμικής κατανάλωσης των νοικοκυριών, καθώς και με τα δεδομένα που συλλέχθηκαν μέσα από τις πρωτογενείς έρευνες, ως δεδομένα εισόδου στις μεθόδους ομαδοποίησης και γραμμικής παλινδρόμησης που χρησιμοποιήθηκαν στα επόμενα στάδια της εργασίας. Η πολυπαραγοντική φύση του φαινομένου της οικιακής ενεργειακής κατανάλωσης απαιτεί τη χρήση τόσο ποσοτικών, όσο και ποιοτικών μεταβλητών (μεικτά δεδομένα) και συνεπώς δεν ήταν δυνατόν να χρησιμοποιηθούν οι παραδοσιακές στατιστικές μέθοδοι ομαδοποίησης που εξειδικεύονται κυρίως σε ένα τύπο δεδομένων. Η παρούσα εργασία χρησιμοποιεί τον αλγόριθμο k-Prototypes, ένα συνδυασμό των μεθόδων k-means (ποσοτικά δεδομένα) και των k-modes (ποσοτικά δεδομένα). Έπειτα, παρήχθησαν δύο μοντέλα παλινδρόμησης, ένα μοντέλο πολλαπλής γραμμικής παλινδρόμησης και ένα μοντέλο πολλαπλής λογαριθμικής παλινδρόμησης, το οποίο ενσωματώνει την ελαστικότητα των μεταβλητών. Οι μέθοδοι ομαδοποίησης και παλινδρόμησης εφαρμόστηκαν αρχικά για την περίπτωση των 300 νοικοκυριών και έπειτα για την περίπτωση των 60 νοικοκυριών, με σκοπό τη συγκριτική τους ανάλυση και την ενίσχυση των αποτελεσμάτων. Η παραπάνω ανάλυση και επεξεργασία των δεδομένων οδήγησε στα εξής βασικά συμπεράσματα: α) τα ορεινά νοικοκυριά εμφανίζουν αυξημένες συνολικές ενεργειακές ανάγκες σε σχέση με τα νοικοκυριά σε επίπεδο χώρας και οι παρατηρούμενη αύξηση οφείλεται στις αυξημένες θερμικές ανάγκες, β) η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας των ορεινών νοικοκυριών ακολουθεί την τάση κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας σε επίπεδο χώρας, γ) περισσότερα από 7 στα 10 νοικοκυριά ξοδεύουν περισσότερο από το 10% του συνολικού διαθέσιμου εισοδήματος τους για την κάλυψη των ενεργειακών του αναγκών , δ) η επιλογή του κυρίου συστήματος θέρμανσης και η επιφάνεια του νοικοκυριού φαίνεται να επιδρούν περισσότερο στις ενεργειακές δαπάνες και ε) η αύξηση του εισοδήματος συνεπάγεται και μικρή αύξηση των ετήσιων ενεργειακών δαπανών. Τα παραπάνω ευρήματα επαληθεύουν αρχικά μέσα από μετρητικά δεδομένα τις αυξημένες θερμικές και κατ’ επέκταση συνολικές ενεργειακές ανάγκες ενός ορεινού οικισμού του Μετσόβου. Επιπρόσθετα, ανέδειξε το σημαντικό ρόλο του επιλεγόμενου κύριου συστήματος θέρμανσης στη διαμόρφωση των συνολικών ετήσιων ενεργειακών δαπανών και τον αντίστοιχα αμελητέο ρόλο της αύξησης του εισοδήματος στην αύξηση των ενεργειακών δαπανών, δίνοντας μια πρώτη κατεύθυνση για το που θα πρέπει να επικεντρωθούν οι ενεργειακές πολιτικές για τις ορεινές περιοχές. Οι ενέργειες μείωσης του ενεργειακού κόστους και ενεργειακής εξοικονόμησης είναι ζωτικής σημασίας για τις ορεινές περιοχές, αφενός υπό το πρίσμα βελτίωσης του περιβαλλοντικού αποτυπώματος και αφετέρου υπό το πρίσμα βελτίωσης των συνθηκών ζωής τους. Η διεύρυνση της μελέτης συνολικά στον ορεινό ελλαδικό χώρο θα έδινε τη δυνατότητα να φωτιστούν περισσότερες πτυχές της οικιακής ενεργειακής κατανάλωσης των ορεινών νοικοκυριών στην Ελλάδα, οδηγώντας σε ακόμη πιο στοχευμένες και ολοκληρωμένες προτάσεις ενεργειακής πολιτικής, εστιασμένες στην περίπτωση της ορεινής χώρας.	el
heal.advisorName	Καλιαμπάκος, Δημήτριος
heal.committeeMemberName	Δαμίγος, Δημήτριος
heal.committeeMemberName	Κατσουλάκος, Νικόλαος
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.fullTextAvailability	false