Design optimization of hybrid renewable energy systems 
under uncertainty – The case of Sifnos island

Zisos, Athanasios; Ζήσος, Αθανάσιος

dc.contributor.author	Zisos, Athanasios	en
dc.contributor.author	Ζήσος, Αθανάσιος	el
dc.date.accessioned	2023-05-05T07:51:10Z
dc.date.available	2023-05-05T07:51:10Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57628
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25325
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Renewable energy	en
dc.subject	Design optimization	en
dc.subject	Uncertainty	en
dc.subject	Hybrid systems	en
dc.subject	Ανανεώσιμη ενέργεια	el
dc.subject	Βελτιστοποίηση σχεδιασμού	el
dc.subject	Αβεβαιότητα	el
dc.subject	Υβριδικά συστήματα	el
dc.title	Design optimization of hybrid renewable energy systems under uncertainty – The case of Sifnos island	en
dc.title	Βελτιστοποίηση σχεδιασμού υβριδικών συστημάτων ανανεώσιμης ενέργειας υπό αβεβαιότητα – Η περίπτωση της Σίφνου	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Renewable energy	en
heal.classification	Ανανεώσιμη ενέργεια	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-03-20
heal.abstract	The European Green deal has set the goal of increasing renewable energy penetration in European countries’ power systems, in an attempt to also reduce their carbon footprint. With regard to this, hybrid systems, combining renewables with energy storage components, have become increasingly popular. Their versatility allows for the exploitation of the complementary features of different energy sources. Hybrid energy systems find great applicability in remote regions that are typically not connected to the mainland power grid, where the energy independence challenge intensifies. In this thesis, we consider the optimization of a proposed scheme in the Greek island of Sifnos, comprising wind turbines, solar panels, and a pumped storage system using seawater, which introduces additional technical challenges to address. The rational design for the main system components is based on two pillars. The first is a multi-criteria financial optimization procedure that accounts for investment costs, energy market revenues and reliability metrics. The second pillar is a novel representation of key uncertainty sources, including two external drivers, namely the wind velocity (natural process) and the energy demand (anthropogenic process), and the wind-to-power conversion (internal process). The latter originates from the deviation of on-site wind power production from the manufacturer’s power curve. The outcomes of the overall stochastic optimization procedure are compared to the mainstream deterministic design approach. In this vein, we employ a comprehensive interpretation of the impacts of uncertainty in hybrid energy system planning.	en
heal.abstract	Η Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία έθεσε ως στόχο την αύξηση διείσδυσης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο ενεργειακό μίγμα των Ευρωπαϊκών χωρών, σε μία προσπάθεια μείωσης του αποτυπώματος άνθρακα. Αναφορικά με αυτό, τα υβριδικά συστήματα, συνδυάζοντας ανανεώσιμες πηγές και μέσα αποθήκευσης ενέργειας έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένα. Η ευελιξία τους επιτρέπει την αξιοποίηση των παροχών διαφόρων πηγών ενέργειας. Τα υβριδικά ενεργειακά συστήματα βρίσκουν ιδιαίτερη εφαρμοσιμότητα σε απόμερες περιοχές που δεν είναι συνδεδεμένες με το κεντρικό δίκτυο ηλεκτρισμού της χώρας, όπου η ανάγκη ενεργειακής αυτονομίας εντείνεται. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, πραγματοποιούμε τη βελτιστοποίηση ενός προτεινόμενου σχεδίου στο νησί της Σίφνου που περιλαμβάνει ανεμογεννήτριες, φωτοβολταϊκά και ένα σύστημα αντλησοταμίευσης που χρησιμοποιεί θαλασσινό νερό, γεγονός το οποίο εντάσσει επιπλέον τεχνικές προκλήσεις. Ο ορθολογικός σχεδιασμός για τα επιμέρους κύρια εξαρτήματα του συστήματος βασίζεται σε δύο πυλώνες. Ο πρώτος είναι μια οικονομική βελτιστοποίηση πολλαπλών κριτηρίων που λαμβάνει υπόψιν το κόστος επένδυσης, τα έσοδα από την πώληση ενέργειας και την αξιοπιστία του συστήματος. Ο δεύτερος πυλώνας αποτελεί μια καινοτόμο αναπαράσταση της αβεβαιότητας μέσω δύο εξωτερικών πηγών, την ταχύτητα ανέμου (φυσική διεργασία), την ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (ανθρωπογενής διεργασία) και την μετατροπή ανέμου σε ενέργεια (εσωτερική διεργασία). Η τελευταία πηγή αβεβαιότητας προκύπτει από την απόκλιση που παρατηρείται στην παραγωγή ενέργειας από μια ανεμογεννήτρια στο πεδίο σε σχέση με την θεωρητική καμπύλη των κατασκευαστών. Τα αποτελέσματα αυτής της στοχαστικής μεθόδου βελτιστοποίησης συγκρίνονται με την ντετερμινιστική μέθοδο σχεδιασμού. Σε αυτό το πλαίσιο, διερμηνεύουμε την επιρροή της αβεβαιότητας κατά τον σχεδιασμό υβριδικών ενεργειακών συστημάτων.	el
heal.advisorName	Efstratiadis, Andreas	en
heal.advisorName	Ευστρατιάδης, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Efstratiadis, Andreas	en
heal.committeeMemberName	Mamassis, Nikolaos	en
heal.committeeMemberName	Makropoulos, Christos	en
heal.committeeMemberName	Ευστρατιάδης, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Μαμάσης, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Μακρόπουλος, Χρήστος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	62 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false
heal.fullTextAvailability	false