Εφαρμογές της τεχνολογίας Blockchain στην ενέργεια

Σιδηρά, Μαρία-Φωτεινή; Sidira, Maria-Foteini

dc.contributor.author	Σιδηρά, Μαρία-Φωτεινή	el
dc.contributor.author	Sidira, Maria-Foteini
dc.date.accessioned	2023-01-05T11:07:12Z
dc.date.available	2023-01-05T11:07:12Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/56528
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24226
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Παραγωγή και Διαχείριση Ενέργειας”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Έξυπνα Συμβόλαια	el
dc.subject	Αλγόριθμοι Συναίνεσης	el
dc.subject	Κρυπτονομίσματα	el
dc.subject	Ενεργειακά Συστήματα	el
dc.subject	Απόκριση Ζήτησης	el
dc.subject	Ενεργειακές Αγορές	el
dc.subject	Smart Contract	en
dc.subject	Blockchain	en
dc.subject	Consensus Algorithm	en
dc.subject	Energy market	en
dc.subject	Demand Respons	en
dc.subject	Power System	en
dc.subject	Cryptocurrency	en
dc.title	Εφαρμογές της τεχνολογίας Blockchain στην ενέργεια	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Ενέργεια	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-10-19
heal.abstract	Τα τελευταία χρόνια η σύσταση των συμβατικών δικτύων ενέργειας που χαρακτηρίζονται από κεντρική παραγωγή ενέργειας, απομακρυσμένη από την κατανάλωση, σταδιακά μεταβάλλεται. Η διείσδυση της παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές μεταβάλλει σημαντικά το τοπίο, φέρνοντας την παραγωγή κοντά στην κατανάλωση, ως αποτέλεσμα της απαίτησης για καθαρότερη ενέργεια, δημιουργώντας έτσι την ανάγκη για αποτελεσματικότερη διαχείριση. Τα νέα είδη δικτύων που σταδιακά διαμορφώνονται, ενσωματώνουν τεχνολογίες επικοινωνίας και πληροφοριών στις υποδομές ηλεκτρικών εγκαταστάσεων, στοχεύοντας στην βελτίωση της λειτουργίας του δικτύου, με γνώμονα την αξιόπιστη και αδιάκοπη παραγωγή ενέργειας που καταλήγει με ασφάλεια στους τελικούς χρήστες. Η μεταβολή του ενεργειακού τομέα προκύπτει από ένα πλήθος παραγόντων όπως οι συμμετέχοντες (παραγωγούς, καταναλωτές, prosumers ), οι τεχνολογίες (διεσπαρμένη παραγωγή ενέργειας, συστήματα αποθήκευσης, έξυπνοι μετρητές, ηλεκτρικά οχήματα), και κυρίως από την συνεχώς αυξανόμενη απαίτηση για περιορισμό των εκπομπών άνθρακα, ενσωματώνοντας παραγωγή από ΑΠΕ στα δίκτυα, που να συμβαδίζει με τις τεχνικές και λειτουργικές απαιτήσεις του δικτύου, ικανοποιώντας τις συνεχώς αυξανόμενες απαιτήσεις των φορτίων. Τα ευφυή δίκτυα και τα μικροδίκτυα ενσωματώνουν τεχνολογίες ελέγχου, αποθήκευσης και επικοινωνίας, επιδιώκοντας τη διαχείριση της ζήτησης των καταναλωτών. Η παρούσα εργασία επιδιώκει να παρουσιάσει τον τρόπο με τον οποίο η μετάβαση των ενεργειακών συστημάτων σε μία νέα εποχή μπορεί να διευκολυνθεί, αξιοποιώντας μία νέα τεχνολογία, το Blockchain. Το Blockchain είναι μία ταχέως αναπτυσσόμενη ψηφιακή τεχνολογία που συνδυάζει κρυπτογραφία, μηχανισμούς διαχείρισης δεδομένων, δίκτυα και μηχανισμούς κινήτρων για την εκτέλεση, τον έλεγχο και την καταγραφή αποκεντρωμένων συναλλαγών μεταξύ μερών. Ο όρος συναλλαγή αναφέρεται σε συντονισμό διαδικασιών, πληρωμών, εκτέλεση συμβολαίων κ.ά., οι οποίες εκτελούνται παραδοσιακά υπό την εποπτεία ενός τρίτου αξιόπιστου μέρους. Το Blockchain παρέχει ένα διαφορετικό τρόπο υποστήριξης των συναλλαγών, όπου η εμπιστοσύνη δεν διασφαλίζεται από το τρίτο μέρος, αλλά από τις συλλογική λειτουργία του Blockchain και την ορθότητα της λειτουργίας του. Ως δομή το Blockchain είναι μία λίστα μπλοκ που συνδέονται μεταξύ τους, και κάθε μπλοκ περιέχει μία λίστα συναλλαγών. Η κρυπτογραφία και οι μηχανισμοί κατακερματισμού που αξιοποιούνται στη δομή διασφαλίζουν την αμεταβλητότητα και την ασφάλεια των δεδομένων που είναι αποθηκευμένα στο Blockchain. Η πραγματοποίηση των συναλλαγών χωρίς την ανάγκη ύπαρξης ρυθμιστικής αρχής επιτυγχάνεται με την ύπαρξη μηχανισμών συναίνεσης που διασφαλίζουν την εγκυρότητα των συναλλαγών. Βασικός παράγοντας κατά το σχεδιασμό ενός συστήματος Blockchain είναι τα δικαιώματα των χρηστών επί του συστήματος (δικαίωμα συμμετοχής, εγγραφής, επικύρωσης συναλλαγών κ.ά.). Ανάλογα με τον τύπο του συστήματος που αναπτύσσεται επιλέγεται διαφορετικός μηχανισμός συναίνεσης και διαφορετικά δικαιώματα για τους συμμετέχοντες. Ταυτόχρονα ένα στοιχείο του Blockchain που ενίσχυσε την αξιοποίηση του σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένου του ενεργειακού τομέα, είναι τα έξυπνα συμβόλαια που αναπτύσσονται μέσα στη δομή Blockchain. Πρόκειται ουσιαστικά για προγράμματα που αναπτύσσονται και εκτελούνται μέσα στο σύστημα, υπό συνθήκες που καθορίζονται κατά το σχεδιασμό. Πολλές εφαρμογές της τεχνολογίας Blockchain στηρίζονται στην ύπαρξη των έξυπνων συμβολαίων, και η ανάπτυξη τους είναι δυνατή αποκλειστικά χάρη σε αυτά. Στόχος της εργασίας είναι να αξιολογηθεί η εφαρμογή της νέα τεχνολογίας Blockchain στον ταχέως μεταβαλλόμενο ενεργειακό τομέα. Αυτό πραγματοποιείται μέσα από την ανασκόπηση μία σειράς ερευνητικών δημοσιεύσεων, άρθρων και μελετών που προτείνουν μηχανισμούς και εφαρμογές που ενσωματώνουν το Blockchain σε διάφορους τομείς της ενέργειας. Έχουν επιλεγεί έξι τομείς στους οποίους διερευνάται η συμπόρευση θεμελιωμένων πρακτικών, τεχνολογιών και μηχανισμών με την τεχνολογία Blockchain. Αρχικά παρουσιάζονται μελέτες στον τομέα τον ενεργειακών αγορών που ενσωματώνουν την τεχνολογία Blockchain στη δημιουργία P2P αγορών στις οποίες εφαρμόζονται έξυπνα συμβόλαια, μηχανισμοί δημοπρασίας και ψηφιακά νομίσματα. Στόχος είναι η παρουσίαση μοντέλων αποκεντρωμένων αγορών, για την αυτοματοποιημένη συναλλαγή ενέργειας σε επίπεδο ευφυών δικτύων και μικροδικτύων, χωρίς την απαίτηση παρουσίας και συνεργασίας μεσαζόντων όπως χρηματιστήριο ενέργειας, ρυθμιστικές αρχές, τράπεζες κ.ά. Ταυτόχρονα ενισχύεται η συμμετοχή διεσπαρμένων παραγωγών ενέργειας μικρής κλίμακας στην αγορά ενέργειας, γεγονός που έως σήμερα συνοδευόταν από σημαντικά κόστη, που καθιστούν τη συμμετοχή απαγορευτική. Στη συνέχεια παρουσιάζονται μελέτες που σχετίζονται με την αξιοποίηση της τεχνολογίας Blockchain στη διαχείριση των δικτύων ενέργειας και των μικροδικτύων. Παρουσιάζονται μοντέλα που ενσωματώνουν τα έξυπνα συμβόλαια, αξιοποιώντας στοιχεία του δικτύου όπως οι έξυπνοι μετρητές, για τον καλύτερο έλεγχο και διαχείριση του συστήματος, ενώ παράλληλα προτείνονται μέθοδοι διαχείρισης της ζήτησης των καταναλωτών και εκτέλεσης προγραμμάτων απόκρισης ζήτησης πάνω σε συστήματα Blockchain. Η τεχνολογία Blockchain είναι ιδανική για την υποστήριξη συστημάτων αμφίδρομής ανταλλαγής πληροφοριών για την βέλτιστη διαχείριση, εποπτεία και έλεγχο του συστήματος, με γνώμονα την ασφάλεια και την ανωνυμία των συμμετεχόντων. Έπειτα παρουσιάζονται δημοσιεύσεις που προσδιορίζουν τρόπους αξιοποίησης του Blockchain στη διαχείριση αποθηκευτικών μέσων και φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων. Προτείνονται μέθοδοι εφαρμογής της τεχνολογίας σε συστήματα αποθήκευσης, για τη διαχείριση της φόρτισης τόσο των μονάδων όσο και των ηλεκτρικών οχημάτων, αλλά και για το χρονοπρογραμματισμό φόρτισης από σταθμούς φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων. Τέλος αξιολογείται μέσα από μελέτες, η εφαρμογή του Blockchain στον τομέα της εμπορίας δικαιωμάτων εκπομπών, πράσινων πιστοποιητικών και εγγυήσεων προέλευσης. Επιδιώκεται να παρουσιαστεί η ενίσχυση της διαφάνειας σε αυτού του τύπου συναλλαγές με την αξιοποίηση της νέας τεχνολογίας. Προκειμένου να ενισχυθεί η θέση σχετικά με την αξιοποίηση της τεχνολογίας Blockchain στον ενεργειακό τομέα, παρουσιάζονται μία σειρά από εμπορικές εφαρμογές και πλατφόρμες που έχουν αναπτυχθεί από εταιρίες που δραστηριοποιούνται στον κλάδο της ενέργειας, καθώς και πιλοτικά έργα που λειτουργούν ή αναπτύσσονται από ερευνητικές ομάδες τόσο σε ευρωπαϊκό όσο και σε παγκόσμιο επίπεδο. Τέλος, παρουσιάζονται μια σειρά προκλήσεων και κινδύνων που πρέπει να αξιολογηθούν και να υπερνικηθούν, πριν τη θεμελίωση της τεχνολογίας Blockchain, ως εργαλείο που θα αξιοποιηθεί σε ένα ευρύ φάσμα κλάδων του ενεργειακού τομέα, παρά την πληθώρα πλεονεκτημάτων που παρουσιάζει η νέα τεχνολογία.	el
heal.advisorName	Χατζηαργυρίου, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Κορρές, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Προυσαλίδης, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	121 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false