Τεχνικο-οικονομική διερεύνηση μετατροπής σκαφών μικρών αποστάσεων της ελληνικής επικράτειας σε ηλεκτρικά

Τσιδήμας, Αναστάσης; Tsidimas, Anastasis

dc.contributor.author	Τσιδήμας, Αναστάσης	el
dc.contributor.author	Tsidimas, Anastasis	en
dc.date.accessioned	2023-06-12T09:12:34Z
dc.date.available	2023-06-12T09:12:34Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57816
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25513
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	Ηλεκτροπρόωση	el
dc.subject	Ναυτιλία μικρών αποστάσεων	el
dc.subject	Πορθμειακές γραμμές	el
dc.subject	Εκπομπές αερίων	el
dc.subject	Retrofit	en
dc.subject	Small scale shipping	en
dc.subject	Retrofitting	en
dc.subject	Εναλλακτικές πηγές ενέργειας	el
dc.subject	EU fit for 55	en
dc.subject	Emission trading system	en
dc.title	Τεχνικο-οικονομική διερεύνηση μετατροπής σκαφών μικρών αποστάσεων της ελληνικής επικράτειας σε ηλεκτρικά	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Electropropulsion	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-10-01
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας εργασίας αποτέλεσε η τεχνικο-οικονομική ανάλυση για την μετασκευή μικρών πλοίων, που εκτελούν ταξίδια πορθμειακών γραμμών, σε ηλεκτρικά με αποτέλεσμα και την μείωση των λειρουργικών εξόδων του πλοίου αλλα και την προστασία του περιβάλλοντος. Με την ηλεκτροπρόωση επιτυγχάνεται ένα μεγάλο ποσοστό της ενέργειας που αποβάλλεται στην ατμόσφαιρα να είναι “green energy” καθώς είναι πολύ πιο φιλική προς το περιβάλλον η χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας απο την καύση του πετρελαίου. Προκειμένου η συγκεκριμένη ανάλυση να είναι πραγματική υπήρχε η αναγκαιότητα δημιουργίας μιας ηλεκτρονικής πλατφόρμας που ονομάζεται “Marine electrical” που δημιουργήθηκε απο συναδέλφους σε προηγούμενες διπλωματικές εργασίες. Στη συγκεκριμένη πλατφόρμα-εφαρμογή αφου δοθούν οι κατάλληλες πληροφορίες, στις οποίες θα εμβαθύνουμε και στη συνέχεια, γίνεται ένας υπολογισμό του κόστους της μετασκευής καθώς και του χρηματικού οφέλους που θα έχουμε απο την λειτουργία των πλοίων με την χρήση μπαταριών για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Εκτός της εφαρμογής που αναπτύχθηκε υπήρχε εξαιρετικά μεγάλη απαίτηση να βρεθούν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά για τα πλοία που θα μελετηθούν όπως τα γενικά τους χαρακτηριστικά καθώς και ο αριθμός κυρίων μηχανών, ηλεκτρογεννητριών και ο τύπος τους. Όλα τα παραπάνω απαιτούνταν για να υπάρχει μια ρεαλιστική εκτίμηση της ενέργειας που θα απαιτείται να εγκαατασταθεί στα ηλεκτρικά πλοία μετά την μετασκευή τους. Στην Ελλάδα οι πορθμιακές γραμμές δεν εκτελούνται κάθε χρόνο απο τα ίδια πλοία με αποτέλεσμα ορισμένα απο αυτά να είναι σχεδιασμένα για ταξίδια μεγαλύτερων απαιτήσεων απο οτι της πραγματικής λειτουργίας τους. Στη συγκεκριμένη εργασία θα υποθέσουμε οτι τα πλοία δεν θα μετατοπίζονται σε άλλες πορθμειακές γραμμές προκειμένου να μπορέσουμε να εκτιμήσουμε την ελάχιστη εγκατεστημένη ισχύ που θα τοποθετηθεί μετά την μετασκευή. Αυτό θα εξυπηρετήσει πολύ και το μειωμένο κόστος που θέλουμε να επιτύχουμε προκειμένου να είναι βιώσιμη η επένδυση που θέλουμε να περιγράψουμε στο βάθος είτε 10ετίας είτε 20ετίας. Όσον αφορά στο τεχνικό κομμάτι της εργασίας, η βασική προτεραιότητα ήταν να γίνει μια ακριβής εκτίμηση της συνολικής ισχύς που χρειάζεται για την πραγματοποίηση ενός δρομολογίου. Για αυτό ακριβώς το λόγο για κάθε πλοίο που έχει μελετηθεί έχει γίνει ένας υπολογισμός της ταχύτητας υπηρεσίας τους μέσα απο την απόσταση που πρέπει να καλύψουν σε συνδυασμό με τον χρόνο. Αφού εκτιμηθεί η ταχύτητα και είναι επίσης γνωστά και η κύρια μηχανή αλλά και οι ηλεκτρογεννήτριες γίνεται ένας υπολογισμός για το φορτίο που θα επιφέρεται στο κάθε ένα απο τα παραπάνω. Μόλις προσδιοριστεί πλήρως η ισχύς στην μηχανή και στην κάθε γεννήτρια μππορούμε να προσδιορίσουμε και το πόσες μπαταρίες θα χρειαστεί να τοιοποθετηθούν πάνω στο πλοίο προκειμένου να καλυφθούν όλες οι ενεργειακές ανάγκες τόσο κατα τη διάρκει του ταξιδιού όσο και για τις ενεργειακές ανάγκες στο λιμάνι. Για τα συγκεκριμένα πλοία το ταξίδι χωρίζεται σε τρία κομμάτια: 1) διάρκεια ταξιδιού, διάρκεια ελιγμών και χρόνος παραμονής στον λιμένα. Το αθροισμά των ενεργειακών απαιτήσεων όλων των παραπάνω θα καθορίσει τον τελικό αριθμό των μπαταριών που θα χρησιμοποιηθούν. Στη συνέχεια προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η χρήση των μπαταριών γίνεται μια συγκριτική μελέτη για το εαν συμφέρει η φόρτιση των μπαταριών να γίνεται σε κάθε στάση στο λιμάνι ή μια φορά στο τέλος της ημέρας. Στον παραπάνω υπολογισμό τα βασικότερα ζητήματα είναι να εξασφαλιστεί ο βέλτιστος χρόνος ζωής της μπαταρίας σε συνδυασμό με την ελάχιστη απαιτούμενη εγκατεστημένη ισχύ. Τέλος θα παρουσιαστεί μια εκτίμηση για το αν η μετασκευή των πλοιών σε ηλεκτρικά μπορεί να είναι μια βιώσιμη επένδυση ταυτοχρόνως με μια προσπάθεια διατήρησης του φυσικού περιβάλλοντος μειώνοντας τους ρύπους και την γενικότερη μολυνσή του.	el
heal.abstract	The object of this work was the technical-economic analysis for the retrofitting of small ships, which carry out journeys of ferry lines, to electric ones with the result of reducing the operating costs of the ship as well as protecting the environment. With electric propulsion, a large percentage of the energy emitted into the atmosphere is "green energy" as the use of electricity is more environmentally friendly than the burning oil. For the specific analysis to be accurate there was the necessity to create an electronic platform called "Marine electrical" created by colleagues in previous diplomatic work. In this specific platform-application, after providing the appropriate information, which we will delve into and then, a calculation is made of the cost of the retrofit as well as the financial benefit that we will have from the operation of the ships using batteries to produce electricity. In addition to the developed application there was an extremely high requirement to find specific characteristics for the ships to be studied such as their general characteristics as well as the number of main engines, generators, and their type. All the above was required in order to have a realistic estimation of the energy that would be required to be installed on the electric ships after their conversion. In Greece, the ferry lines are not operated every year by the same ships, with the result that some of them are designed for journeys with greater requirements than their actual operation. In this work, we will assume that the ships will not be shifted to other ferry lines in order to be able to estimate the minimum installed power that will be installed after the retrofit. This will also greatly serve the reduced cost that we want to achieve to make the investment sustainable in the depth of either 10 years or 20 years. As for the technical part of the work, the main priority was to make an accurate estimate of the total power needed to carry out a route. For this very reason, for each ship that has been studied, a calculation of their service speed has been made through the distance they have to cover in combination with the time. After the speed is estimated and the main engine and generators are also known, a calculation is made for the load that will be applied to each of the above. Once the power in the engine and in each generator is fully determined, we can also determine how many batteries will need to be placed on board to cover all energy needs. For the specific ships, the journey is divided into three parts: 1) duration of journey, duration of maneuvers and time of stay in port. The sum of the energy requirements of all the above will determine the final number of batteries to be used. Then, in order to optimize the use of the batteries, a comparative study is made on whether it is beneficial to charge the batteries at each stop in the port or once at the end of the day. In the above calculation the main issues are to ensure the optimal battery lifetime combined with the minimum required installed power. Finally, an assessment will be presented on whether the conversion of ships to electric can be a sustainable investment as well as an opportunity to preserve the natural environment by reducing pollutants.	en
heal.advisorName	Προυσαλίδης, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Κλαδάς, Αντώνιος	el
heal.committeeMemberName	Λυρίδης, Δημήτριος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ναυπηγών Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ναυτικής Μηχανολογίας	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	81 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false