Τεχνοοικονομική ανάλυση πρότυπης εφοδιαστικής αλυσίδας οικοσυστήματος υδρογόνου μέσω της ανάπτυξης μοντέλου προσομοίωσης. Μελέτη περίπτωσης : Νήσος Κως

Καμηλάκης, Εμμανούηλ; Kamilakis, Emmanouil

dc.contributor.author	Καμηλάκης, Εμμανούηλ	el
dc.contributor.author	Kamilakis, Emmanouil	en
dc.date.accessioned	2023-03-28T07:15:33Z
dc.date.available	2023-03-28T07:15:33Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57340
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25038
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	Υδρογόνο	el
dc.subject	Περικοπτόμενη ενέργεια	el
dc.subject	Μοντελοποίηση-προσομοίωση συστήματος,	el
dc.subject	Αποθήκευση ενέργειας	el
dc.subject	Επεξεργασία νερού	el
dc.subject	Hydrogen	en
dc.subject	Curtailed energy	en
dc.subject	Simulation Process	en
dc.subject	Energy storage	en
dc.subject	Water treatment	en
dc.title	Τεχνοοικονομική ανάλυση πρότυπης εφοδιαστικής αλυσίδας οικοσυστήματος υδρογόνου μέσω της ανάπτυξης μοντέλου προσομοίωσης. Μελέτη περίπτωσης : Νήσος Κως	el
dc.title	Techno-economic analysis of the supply chain of hydrogen ecosystem: Case study simulation in Kos island	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Energy engineering	en
heal.classification	Alternative fuel	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-02
heal.abstract	Αρχικά, παρουσιάζονται οι επιλογές αποθήκευσης, μεταφοράς και χρήσης υδρογόνου που απαρτίζουν τον σχηματισμό της εφοδιαστικής αλυσίδας του αναδεικνύοντας την καταλληλόλητα τους ανά περίπτωση. Στη συνέχεια, η μελέτη πραγματεύεται τις τεχνικές και οικονομικές παραμέτρους του στοιχείου του νερού ενόψει τροφοδοσίας του για ηλεκτρόλυση. Συγκεκριμένα, προσεγγίστηκε ο ρυθμός κατανάλωσης του νερού και η απαιτούμενη τεχνική προδιαγραφή καθαρότητας του. Ακόμα, προσδιορίστηκαν οι καταλληλότερες πηγές άντλησης του νερού αποδίδοντας παράλληλα την απαραίτητη επεξεργασία του προκειμένου να καλυφθούν οι τεχνικές προδιαγραφές αγωγιμότητας. Στο ίδιο πλαίσιο, το ενεργειακό και οικονομικό κόστος καθορίζονται εξαρτόμενα από την επεξεργασία του ακατέργαστου νερού. Κατόπιν, μελετάται η διεύρυνση της εφοδιαστικής αλυσίδας μέσω της αξιοποίησης του παραγόμενου οξυγόνου κατά την ηλεκτρόλυση ώστε να προκύψουν οικονομικά οφέλη. Έπειτα, αναλύεται το ηλεκτρικό σύστημα της περιοχής μελέτης Κω-Καλύμνου ώστε η εφοδιαστική αλυσίδα να σχεδιαστεί λαμβάνοντας υπόψιν τα χαρακτηριστικά του. Έτσι, προκύπτει ο σχεδιασμός της εφοδιαστικής αλυσίδας οικοσυστήματος υδρογόνου. Η εφοδιαστική αλυσίδα αποτέλεσε τον οδικό χάρτη για την ανάπτυξη τεχνοοικονομικού μοντέλου προσομοίωσης ωριαίας χρονοσειράς. Το μοντέλο εμπεριέχει εφαρμογές διαστασιολόγησης του τεχνικού εξοπλισμού ενώ αποτελεί εργαλείο αξιολόγησης της οικονομικής σκοπιμότητας παρέχοντας τη δυνατότητα διερεύνησης σεναρίων. Συνεπώς, ακολουθεί η ανάδειξη του τρόπου προσομοίωσης και διαστασιολόγησης του ηλεκτρολύτη, της μονάδας συμπαραγωγής και της δεξαμενής αποθήκευσης υδρογόνου. Μετά τον προσδιορισμό των τεχνικών παραμέτρων, πραγματοποιείται μελέτη διαφοροποιημένων σεναρίων με σκοπό τόσο την ανάδειξη των συνθηκών ευημερίας του έργου όσο και την εξαγωγή συμπερασμάτων για οικονομικές παραμέτρους σχεδιασμού. Η πρώτη συνθήκη επιχειρεί να αναδείξει το επίπεδο του κόστους προμήθειας της πλεονάζουσας ενέργειας στο οποίο η εφοδιαστική αλυσίδα μπορεί να χαρακτηρίζεται με οικονομική σκοπιμότητα. Η δεύτερη συνθήκη αφορά την σημασία της αξιοποίησης του οξυγόνου επεκτείνοντας την εφοδιαστική αλυσίδα αντιστοίχως. Η τελευταία συνθήκη διερευνά σενάρια με βάση τη διαφοροποίηση της πηγής άντλησης νερού λαμβάνοντας υπόψη το ενεργειακό και οικονομικό κόστος επεξεργασίας του νερού. Τέλος, η μελέτη φτάνει στο πέρας της με την υλοποίηση ανάλυση ευαισθησίας στις τιμές προσφοράς υδρογόνου, οξυγόνου και ηλεκτρικής ενέργειας αναδεικνύοντας τον αντίστοιχο οικονομικό αντίκτυπο στο έργο.	el
heal.abstract	Initially, the hydrogen storage, transportation, and end-use options that formulate the supply chain are described, highlighting their appropriateness. In continuance, the study focused on the technical and economic parameters of the water element regarding the electrolysis process. More specifically, it points out the consumption rate of the water and the required technical specification of its purity. In addition, potential suitable water pumping sources were determined together with the water treatment required for meeting the technical conductivity specifications. In the same context, energy and economic costs are established depending on the water-treatment activity. Furthermore, the expansion of the supply chain is explored through the utilization of the oxygen produced during electrolysis obtaining further economic benefits. Moreover, the electrical system of the Kos-Kalymnos study area is analyzed so that the supply chain could be shaped based on the identified characteristics. It follows the demonstration of the hydrogen ecosystem supply chain. The latter supply chain is simulated through the development of a techno-economic model on an hourly basis. Analytically, the model contains applications for dimensioning the technical equipment while it is also a supportive tool for evaluating the economic feasibility by scenario investigation. Therefore, the approach of simulation and dimensioning is explained focused on the electrolyser, cogeneration unit and hydrogen storage. After the determination of the technical parameters, scenarios investigation was carried out with the aim of revealing the project's welfare conditions while drawing conclusions about economic optimization. The first condition attempts to highlight the affordable level of excess energy procurement in which the supply chain can be financially feasible. The second condition concerns the importance of exploiting oxygen by expanding the supply chain accordingly. The last condition investigates scenarios based on the differentiation of the source of pumping water supply considering the water treatment process with the associated energy and economic cost. Finally, the study reaches its end with the implementation of a sensitivity analysis on the main economic parameters related to the prices of hydrogen, oxygen and electricity demonstrating the respective economic impact of the project.	en
heal.advisorName	Κακαράς, Εμμανούηλ	el
heal.advisorName	Kakaras, Emmanouil	en
heal.committeeMemberName	Κακαράς, Εμμανουήλ	el
heal.committeeMemberName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	91 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false