Κάλυψη υδρευτικών και ενεργειακών αναγκών στους Παξούς με αξιοποίηση θαλάσσιου αιολικού πάρκου

Ντεμίρη, Κριστιάνο; Ntemiri, Kristiano

dc.contributor.author	Ντεμίρη, Κριστιάνο	el
dc.contributor.author	Ntemiri, Kristiano	en
dc.date.accessioned	2024-09-19T08:10:31Z
dc.date.available	2024-09-19T08:10:31Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60231
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.27927
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	Ανεμογεννήτριες	el
dc.subject	Θαλάσσιο Αιολικό Πάρκο	el
dc.subject	Υδρογόνο	el
dc.subject	Αφαλάτωση	el
dc.title	Κάλυψη υδρευτικών και ενεργειακών αναγκών στους Παξούς με αξιοποίηση θαλάσσιου αιολικού πάρκου	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-06-05
heal.abstract	Στα περισσότερα νησιά της Ελληνικής Επικράτειας, συμπεριλαμβανομένων των Παξών, οι ενεργειακές ανάγκες των κατοίκων καλύπτονται κυρίως από αυτόνομους ενεργειακούς σταθμούς, οι οποίοι παράγουν ηλεκτρική ενέργεια μέσω κατανάλωσης ορυκτών καυσίμων, ή μέσω σύνδεσης με το δίκτυο της ηπειρωτικής χώρας. Αυτή η πρακτική όχι μόνο επιβαρύνει τη ρύπανση του περιβάλλοντος αλλά καθιστά τα νησιά εξαρτημένα ενεργειακά από απομακρυσμένες περιοχές για την παροχή ενέργειας. Για να επιτευχθεί η σταδιακή ενεργειακή απεξάρτηση των νησιών και να αντιμετωπιστεί η μείωση των αποθεμάτων των ορυκτών καυσίμων, μπορεί να αξιοποιηθεί το πλούσιο δυναμικό των νησιών σε Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ). Για την αποτελεσματική αξιοποίηση των ΑΠΕ, είναι σημαντική η συμβολή της αποθήκευσης ενέργειας, διασφαλίζοντας έτσι την ενεργειακή αυτονομία και τη βιώσιμη ανάπτυξη των νησιών. Στους Παξούς, όπως και στα περισσότερα νησιά της Ελλάδας, παρατηρείται έλλειψη υδατικών πόρων και το νερό του δικτύου δεν είναι πόσιμο, καθιστώντας αναγκαία τη χρήση εμφιαλωμένου νερού. Μια βιώσιμη λύση αποτελεί η αφαλάτωση. Εξετάζεται η κατασκευή ενός Υβριδικού Συστήματος ΑΠΕ. Το έργο αυτό μπορεί να δώσει λύσεις σε οξύτατα προβλήματα όπως η λειψυδρία, η αστάθεια των ηλεκτρικών δικτύων και η ενεργειακή αυτονομία. Το έργο θα περιλαμβάνει δύο ανεμογεννήτριες (ΑΓ), μια μονάδα αφαλάτωσης, μια μονάδα αντλησιοταμίευσης και μια μονάδα παραγωγής υδρογόνου. Οι δύο ανεμογεννήτριες θα ηλεκτροδοτούν τον οικισμό, παρέχοντας το 30% της ενέργειας απευθείας στο δίκτυο, ενώ το υπόλοιπο 70% θα χρησιμοποιείται για άντληση, αφαλάτωση και παραγωγή υδρογόνου. Όταν υπάρχει περίσσεια αιολικής ενέργειας, αυτή χρησιμοποιείται για άντληση και παραγωγή υδρογόνου. Σε περιπτώσεις έλλειψης ενέργειας, ο υδροστρόβιλος και το υδρογόνο παράγουν επιπλέον ενέργεια για να καλύψουν τις ανάγκες. Η μονάδα αντλησιοταμίευσης και η μονάδα παραγωγής υδρογόνου στοχεύουν στην επίλυση των ζητημάτων αποθήκευσης και ελεγχόμενης διανομής της παραγόμενης καθαρής αιολικής ενέργειας από τις ΑΓ. Αυτά τα έργα δεν έχουν ακόμη διαδοθεί ευρέως, επομένως η ανάλυσή τους θα παρέχει πολύτιμες γνώσεις για την αποθήκευση και τη ρυθμιζόμενη διανομή της παραγόμενης καθαρής ενέργειας. Είναι επίσης σημαντικό να αναφερθεί ότι αυτά τα έργα είναι φιλικά προς το περιβάλλον και αποτελούν μια σημαντική ευκαιρία για την επίτευξη ενεργειακής αυτονομίας. Για να μελετηθεί η λειτουργία του υβριδικού συστήματος, χρησιμοποιήθηκε ένα μοντέλο προσομοίωσης στο Excel. Πρώτα, υπολογίστηκαν οι ανάγκες σε νερό και ηλεκτρική ενέργεια με βάση τα δεδομένα του μόνιμου πληθυσμού και των τουριστών. Οι ταχύτητες του ανέμου από τον τοπικό μετεωρολογικό σταθμό μετατράπηκαν σε αιολική ενέργεια. Εξετάστηκαν τρία σενάρια για να κατανοηθεί η λειτουργία της εγκατάστασης και να εξαχθούν συμπεράσματα: το πρώτο βασίζεται αποκλειστικά στην αντλησιοταμίευση, το δεύτερο στη μέθοδο του υδρογόνου, και το τρίτο συνδυάζει και τις δύο μεθόδους. Για την οικονομική αξιολόγηση του συστήματος, έγινε ανάλυση κόστους-οφέλους, ώστε να καθοριστεί η οικονομική βιωσιμότητα της επένδυσης και η δυνατότητα ρεαλιστικής εφαρμογής της. Συνολικά, σε όλα τα σενάρια παρατηρείται ότι οι απαιτήσεις για το νερό καλύπτονται πλήρως. Όσον αφορά την ενεργειακή πλευρά, το τρίτο σενάριο επιδεικνύει την υψηλότερη απόδοση, καλύπτοντας το 87% των ηλεκτρικών αναγκών ετησίως. Το πρώτο σενάριο ακολουθεί με ποσοστό κάλυψης 80 %, ενώ το χαμηλότερο επίπεδο κάλυψης παρατηρείται στο δεύτερο σενάριο, με 75%. Όσον αφορά την ενεργειακή απόδοση των δύο μεθόδων, παρατηρείται ότι η αντλησιοταμίευση φθάνει το 70%, ενώ η μέθοδος του υδρογόνου φτάνει το 30%.	el
heal.abstract	On most of the islands of the Greek territory, including Paxos, the energy needs of the inhabitants are covered mainly by autonomous energy plants, which produce electricity through the consumption of fossil fuels or through connection to the mainland grid. This practice not only increases environmental pollution but also makes the island’s energy dependent on remote areas for energy supply. To achieve the gradual energy decoupling of the islands and to address the decline in fossil fuel reserves, the islands' rich Renewable Energy Sources (RES) can be exploited. For the effective utilisation of RES, the contribution of energy storage is important, thus ensuring energy autonomy and sustainable development of the islands. In Paxos, as in most Greek islands, there is a lack of water resources and the water in the network is not drinkable, making it necessary to use bottled water. Desalination is a viable solution. The construction of a Hybrid Renewable Energy System (HRES) is under consideration. This project can provide solutions to acute problems such as water scarcity, instability of the electricity grids and energy autonomy. The project will include two wind turbines (WT), a desalination plant, a pumped storage plant and a hydrogen production plant. The two WT will electrify the settlement, providing 30% of the energy directly to the grid, while the remaining 70% will be used for pumping, desalination and hydrogen production. When there is excess wind energy, it is used for pumping and hydrogen production. In cases of energy shortage, the hydro turbine and hydrogen will produce additional energy to meet the needs. The pumped storage and hydrogen production plant aims to solve the issues of storage and controlled distribution of the clean wind energy produced by the turbines. These projects have not yet been widely spread, so their analysis will provide valuable insights into the storage and regulated distribution of the clean energy produced. It is also important to mention that these projects are environmentally friendly and represent an important opportunity to achieve energy autonomy. To study the operation of the hybrid system, a simulation model in Excel was used. First, the water and electricity needs were calculated based on the data of the resident population and tourists. Wind speeds from the local weather station were converted into wind energy. Three scenarios were examined to understand the operation of the installation and draw conclusions: the first is based solely on pumped storage, the second on the hydrogen method, and the third combines both methods. For the economic evaluation of the system, a cost-benefit analysis was carried out to determine the economic viability of the investment and its realistic feasibility. Overall, in all scenarios it is observed that the water requirements are fully covered. On the energy side, the third scenario shows the highest efficiency, covering 87% of the electricity needs per year. The first scenario follows with a coverage rate of 80%, while the lowest level of coverage is observed in the second scenario, with 75%. Regarding the energy efficiency of the two methods, it is observed that pumped storage reaches 70%, while the hydrogen method reaches 30%.	en
heal.advisorName	Μπαλτάς, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Ευστρατιάδης, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Νουτσόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	93 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false