Αξιολόγηση τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας με χρήση της μεθόδου πολυκριτήριας ανάλυσης MABAC: η περίπτωση του μικροδικτύου

Σαματακής, Ματθαίος; Samatakis, Matthaios

dc.contributor.author	Σαματακής, Ματθαίος	el
dc.contributor.author	Samatakis, Matthaios	en
dc.date.accessioned	2025-01-07T10:48:49Z
dc.date.available	2025-01-07T10:48:49Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/60619
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.28315
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	Αποθήκευση ενέργειας	el
dc.subject	Τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας	el
dc.subject	Κριτήρια	el
dc.subject	Περιβάλλον	el
dc.subject	AHP	en
dc.subject	MABAC	en
dc.subject	Πολυκριτήρια ανάλυση	el
dc.subject	Μικροδίκτυα	el
dc.subject	Energy storage	en
dc.subject	Criteria	en
dc.subject	Microgrid	en
dc.subject	Renewable energy sources	en
dc.subject	Environment	en
dc.subject	Multi-criteria decision analysis	en
dc.subject	Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας	el
dc.title	Αξιολόγηση τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας με χρήση της μεθόδου πολυκριτήριας ανάλυσης MABAC: η περίπτωση του μικροδικτύου	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Πολυκριτήρια Ανάλυση - Αποθήκευση ενέργειας	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-07-16
heal.abstract	Τα τελευταία χρόνια, στο επίκεντρο των διεθνών και ευρωπαϊκών πολιτικών βρίσκεται το περιβάλλον και η ενέργεια. Για την αντιμετώπιση της ρύπανσης που προκαλείται κυρίως από τα ορυκτά καύσιμα, κρίνεται επιτακτική η χρήση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ). Ωστόσο, στις μέρες μας, η ενεργειακή ζήτηση δεν μπορεί να καλυφθεί μόνο με ΑΠΕ, καθώς η παραγωγή ενέργειας είναι διακοπτόμενη. Ως λύση στο πρόβλημα καθίστανται οι τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας. Σε αυτό το πλαίσιο, έχουν προταθεί τα μικροδίκτυα τα οποία δύναται, είτε να είναι αυτόνομα, είτε συνδεδεμένα με το κεντρικό δίκτυο για υποστήριξη. Πιο συγκεκριμένα, τα μικροδίκτυα είναι μικρογραφία ενός ηλεκτρικού δικτύου και περιλαμβάνουν την παραγωγή ενέργειας από ΑΠΕ, την αποθήκευση, τη μεταφορά και τον έλεγχο στα έξυπνα μικροδίκτυα. Κύριος σκοπός ενός μικροδικτύου, όπως και του κεντρικού, παραμένει η κάλυψη της ζήτησης για ηλεκτρική ενέργεια. Η ενσωμάτωση των συστημάτων αποθήκευσης στα μικροδίκτυα απαιτεί τη λήψη αποφάσεων σχετικά με, την κατά περίπτωση, επιλογή της πιο κατάλληλης τεχνολογίας. Το πρόβλημα αυτό μπορεί να δομηθεί ως ένα πρόβλημα πολυκριτηριακής ανάλυσης, όπου διαφορετικές τεχνολογίες αποθήκευσης αξιολογούνται βάσει κριτηρίων που καλύπτουν τεχνολογικές, οικονομικές, περιβαλλοντικές και κοινωνικές διαστάσεις μεταξύ άλλων. Σε αυτό το πλαίσιο, η παρούσα διπλωματική εργασία στοχεύει στη διερεύνηση των βέλτιστων τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας για την περίπτωση του μικροδικτύου. Πιο συγκεκριμένα, εξετάζονται η αντησιοταμίευση, τα συστήματα αποθήκευσης με συμπιεσμένο αέρα, ο σφόνδυλος, η μπαταρία ιόντων-λιθίου, η μπαταρία νατρίου-θείου, η μπαταρία μολύβδου-οξέος, η μπαταρία ροής οξειδοαναγωγής, ο υπερ-πυκνωτής, το σύστημα υπεραγώγιμης μαγνητικής αποθήκευσης και υδρογόνου. Για την αξιολόγησή τους, επιλέχθηκαν συγκεκριμένα κριτήρια όπως είναι η ενεργειακή πυκνότητα, η πυκνότητα ισχύος, το κεφαλαιουχικό κόστος, το περιβαλλοντικό αποτύπωμα, ο ρυθμός ισχύος, η απόδοση κύκλου, ο χρόνος απόκρισης και ο χρόνος ζωής. Οι εν λόγω εναλλακτικές, μαζί με το σύνολο των κριτηρίων, ορίζουν ένα κλασικό πρόβλημα πολυκριτήριας ανάλυσης. Για αυτόν τον λόγο, επιλέχθηκε η μέθοδος πολυκριτήριας ανάλυσης MABAC, η οποία βασίζεται στην προσέγγιση της απόστασης από τη συνοριακή περιοχής των κριτηρίων. Για τη στάθμιση των κριτηρίων, επιλέχθηκε η μέθοδος αναλυτικής ιεράρχησης (AHP), βασισμένη σε κατάλληλο ερωτηματολόγιο για την εκμαίευση της άποψης ειδικών. Για τη συνάθροιση των μεμονωμένων απαντήσεων και την εκτίμηση των τελικών βαρών, χρησιμοποιήθηκε η τεχνική της συνάθροισης των μεμονωμένων κρίσεων (AIJ). Σύμφωνα με την παρούσα ανάλυση, ως πιο κατάλληλες τεχνολογίες για τη περίπτωση του μικροδικτύου καταλήγουν να είναι ο υπερπυκνωτής, η αντλησιοταμίευση και ο σφόνδυλος.	el
heal.abstract	In the last years, energy and environment have been posed in center of national and European policies. To mitigate pollution, coming mainly form fossil fuels combustion, the use of Renewable Energy Sources (RES) has been characterized as imperative. On the other hand, energy demand cannot be covered only by RES, due to the intermittent nature of RES production. Therefore, energy storage is the necessary pathway towards the increased penetration of RES in the power system. In this context, microgrids have been rapidly developed, operated either in autonomous or in connected to the central network. More precisely, microgrids constitute a micro-scale electrical network, including RES production, storage, transmission and control in smart grids. The main objective within a microgrid, likewise the central ones, is to cover the electricity demand. The integration of storage systems in microgrids requires decision making processes on selecting the most appropriate technology. This problem may be formulated as a multi-criteria analysis problem, in which various storage technologies may be evaluated across criteria covering various technology, economic, environmental, and social aspects among others. In this context, the present diploma thesis aims at exploring the best energy storage technologies for the case of microgrid. More precisely, we examine pumped hydro energy storage, compressed air energy storage, flywheel, lithium-ion batteries, sodium-sulfur batteries, redox-flow batteries, lead-acid batteries, super-capacitors, superconducting magnetic energy storage system, molten salts, hydrogen. For criteria, we consider power density, energy density, capital cost, environmental impact, power rating, cycle efficiency, response time, life time. Storage technologies, along with criteria set, define a classical multi-criteria analysis problem. To tackle with this problem, MABAC method was selected, which is based on the approximate distance from the border area. To weigh criteria, Analytic Hierarchy Process (AHP) method was employed, based on an appropriate questionnaire in order to elicit experts’ point of view. Moreover, to aggregate individual answers, the Aggregation of Individual Judgment (AIJ) technique was used. According to the present analysis, technologies that outperformed were super-capacitor, pumped hydro energy storage and flywheel.	en
heal.advisorName	Ψαρράς, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Ασκούνης, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Μαρινάκης, Ευάγγελος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικών Βιομηχανικών Διατάξεων και Συστημάτων Αποφάσεων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	133 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false