Οφέλη και βέλτιστη διαστασιολόγηση συστημάτων αυτοπαραγωγής από ΑΠΕ και αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας για βιομηχανικούς 
καταναλωτές

Ναστούλης, Παναγιώτης Μενέλαος; Nastoulis, Panagiotis Menelaos

dc.contributor.author	Ναστούλης, Παναγιώτης Μενέλαος	el
dc.contributor.author	Nastoulis, Panagiotis Menelaos	en
dc.date.accessioned	2025-03-21T09:01:30Z
dc.date.available	2025-03-21T09:01:30Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61394
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29090
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	Αυτοπαραγωγή	el
dc.subject	Βελτιστοποίηση	el
dc.subject	Σύστημα Αποθήκευσης	el
dc.subject	Φωτοβολταϊκό Σύστημα	el
dc.subject	Net Billing	en
dc.subject	PV	en
dc.subject	BESS	en
dc.subject	Industrial Consumer	en
dc.subject	Optimization	en
dc.subject	Βιομηχανικό Φορτίο	el
dc.title	Οφέλη και βέλτιστη διαστασιολόγηση συστημάτων αυτοπαραγωγής από ΑΠΕ και αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας για βιομηχανικούς καταναλωτές	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Electrical Engineering	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-10-22
heal.abstract	Το σύγχρονο ενεργειακό τοπίο μετασχηματίζεται διαρκώς, ως απόρροια τεχνολογικών και οικονομικών εξελίξεων, ώστε να προσαρμοστεί στις νέες περιβαλλοντικές και κοινωνικές απαιτήσεις. Η ταχεία υιοθέτηση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στην ηλεκτροπαραγωγή, σε συνδυασμό με την έντονη μεταβλητότητα των ηλεκτρικών αγορών, έχει συντελέσει στην ανάδειξη του φαινόμενου της αυτοπαραγωγής, τουτέστιν, την επί τόπου παραγωγή της καταναλισκόμενης ενέργειας από τους ίδιους τους καταναλωτές. Η πλειοψηφία των εφαρμογών αυτοπαραγωγής αφορά οικιακές εγκαταστάσεις χαμηλής τάσης, επομένως, παρουσιάζεται ένα κενό στην μελέτη ανάλογων συστημάτων για καταναλώσεις Βιομηχανικής και Εμπορικής Κλίμακας, που εντάσσονται στην Μέση Τάση. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της ωφέλειας και η διαστασιολόγηση ενός συστήματος αυτοπαραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, σε συνδυασμό με σύστημα αποθήκευσης ενέργειας, για βιομηχανικούς καταναλωτές. Για την επίτευξη του στόχου αυτού, αναπτύχθηκε ένα μοντέλο γραμμικού προγραμματισμού στο περιβάλλον GAMS (General Algebraic Modeling System), το οποίο προσδιορίζει το βέλτιστο μέγεθος συστημάτων παραγωγής και αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας, με κριτήριο την ελαχιστοποίηση του συνολικού κόστους της εγκατάστασης και της κατανάλωσης, σε ορίζοντα είκοσι ετών. Η μονάδα παραγωγής ενέργειας αποτελείται από Φωτοβολταϊκό σύστημα (Photovoltaic - PV), ενώ η μονάδα αποθήκευσης συνίσταται από Σύστημα Αποθήκευσης Ενέργειας από Μπαταρίες ( Battery Energy Storage System – BESS). Ο βιομηχανικός καταναλωτής, στον οποίο προσαρμόζεται το σύστημα PV&BESS, λειτουργεί υπό καθεστώς ταυτοχρονισμένου συμψηφισμού, σύμφωνα με το ελληνικό θεσμικό πλαίσιο. Το μοντέλο ελαχιστοποιεί το συνολικό κόστος κάλυψης των ενεργειακών αναγκών, συνυπολογίζοντας το κόστος προμήθειας ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο, τα έσοδα από πώληση ενέργειας, τις λειτουργικές και κεφαλαιακές δαπάνες, καθώς και την υπολειμματική αξία των συστημάτων στο τέλος της περιόδου μελέτης. Με σκοπό την αξιολόγηση του αλγορίθμου που αναπτύχθηκε, χρησιμοποιούνται δυο βιομηχανικά φορτία, με διαφορετική ημερήσια κατανομή ζήτησης. Παράλληλα, για κάθε φορτίο, εξετάζονται σενάρια με μια δυναμικά κυμαινόμενη μέθοδο τιμολόγησης της προμηθευόμενης ενέργειας, καθώς και με μια στατική. Επιπροσθέτως, θεωρούνται διάφορα ποσοστά επιδότησης του BESS, ενώ μελετάται και το βήμα λήψης της επενδυτικής απόφασης, είτε αποκλειστικά στην αρχή της περιόδου μελέτης, είτε ετησίως. Για το σύνολο των διαμορφωμένων σεναρίων, παρουσιάζεται η συνδυαστική λειτουργία του συστήματος PV&BESS, ο τρόπος χρησιμοποίησης του, η κατανομή της πλήρωσης της ζήτησης του φορτίου και η αλληλεπίδραση με το δίκτυο. Αξιολογείται, στη συνέχεια, η οικονομική αποδοτικότητα της εκάστοτε επένδυσης με την χρήση χρηματοοικονομικών δεικτών, όπως ο Εσωτερικός Βαθμός Απόδοσης και το Σταθμισμένο Κόστος Ενέργειας. Τέλος, αποτυπώνονται τα συμπεράσματα και οι παρατηρήσεις που εξάγονται από το σύνολο των αποτελεσμάτων.	el
heal.abstract	The modern energy landscape is constantly transforming, as a result of technological and economic developments, with pressure to adapt to new environmental and social requirements. The rapid deployment of Renewable Energy Sources in electricity generation, combined with the high volatility of electricity markets, has contributed to the emergence of self-generation, i.e. the on-site production of energy consumed by consumers. The majority of self-generation applications concern low-voltage residential installations, therefore, there is a gap in the study of similar systems for industrial and commercial scale, which typically adhere to Medium Voltage. The purpose of this thesis is to investigate the benefits and determine the sizing of a self-generation system that utilizes renewable energy, combined with an energy storage system, targeted to industrial consumers. To achieve this objective, a linear programming model in the GAMS (General Algebraic Modeling System) environment was developed, which calculates the optimal size of the generation and storage systems, with the criterion of minimizing the total cost of supplying the load, over a twenty-year horizon. The power generation unit consists of a Photovoltaic (PV) system, while the storage unit consists of a Battery Energy Storage System (BESS). The industrial consumer, to which the PV&BESS system is adapted, operates under a net billing scheme, in accordance with the Greek institutional framework. The model minimizes the total cost of meeting the consumers energy needs, taking into account the cost of supplying electricity from the grid, the revenue from the sale of energy produced, the operating and capital costs, as well as the residual value of the investment at the end of the study period. To evaluate the developed algorithm, two industrial loads with different daily demand distribution are used. At the same time, for each load, scenarios with a dynamic and a flat electricity tariff are considered, as well as different BESS subsidy rates. In addition, the investment decision step is also studied, occurring either once at the beginning of the study period or reexamined annually. For all formulated scenarios, the operation of the PV&BESS system and its utilization, the supply scheme of load demand and the interaction with the grid are depicted. The economic efficiency of each investment is then evaluated, using financial indicators such as the Internal Rate of Return (IRR) and the Levelized Cost of Energy (LCOE). Finally, the conclusions and observations drawn from all the results are presented.	en
heal.advisorName	Παπαθανασίου, Σταύρος	el
heal.committeeMemberName	Κορρές, Γεώργιος	el
heal.committeeMemberName	Γεωργιλάκης, Παύλος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρικής Ισχύος	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	138 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false