Τεχνοοικονομική μελέτη σκοπιμότητας της ένταξης ηλεκτροχημικών συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας σε συστήματα παροχής ενέργειας με υψηλή τροφοδοσία από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Μουσουρούλη, Αγγελική; Mousourouli, Angeliki

dc.contributor.author	Μουσουρούλη, Αγγελική	el
dc.contributor.author	Mousourouli, Angeliki	en
dc.date.accessioned	2025-05-21T08:44:36Z
dc.date.available	2025-05-21T08:44:36Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61908
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29604
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	Συσσωρευτής	el
dc.subject	Συστήματα αποθήκευσης ενέργειας	el
dc.subject	Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας	el
dc.subject	Γήρανση μπαταριών	el
dc.subject	Μείωση χωρητικότητας	el
dc.subject	Οικονομική ανάλυση	el
dc.subject	Energy storage systems	en
dc.subject	Battery storage systems	en
dc.subject	Renewable energy sources	en
dc.subject	Capacity loss	en
dc.subject	Lithium iron phosphate	en
dc.subject	Battery aging	en
dc.subject	Financial analysis	en
dc.title	Τεχνοοικονομική μελέτη σκοπιμότητας της ένταξης ηλεκτροχημικών συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας σε συστήματα παροχής ενέργειας με υψηλή τροφοδοσία από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας	el
dc.title	Techno-economic feasibility study of electrochemical energy storage systems' integration into energy supply systems with high supply from renewable energy sources	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Τεχνοοικονομική μελέτη σκοπιμότητας	el
heal.classification	Συστήματα αποθήκευσης ενέργειας	el
heal.classification	Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας	el
heal.classification	Techno-economic feasibility study	en
heal.classification	Energy storage systems	en
heal.classification	Renewable energy sources	en
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-09-30
heal.abstract	Η αυξημένη ζήτηση σε ενέργεια καθώς και οι προκλήσεις που δημιουργούνται λόγω της κλιματικής αλλαγής έχουν οδηγήσει σε ευρεία και εκτεταμένη χρήση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (Α.Π.Ε.). Ωστόσο, οι δυνατότητες ορισμένων μορφών Α.Π.Ε. να προσφέρουν ενέργεια σε μεγάλο χρονικό εύρος, είναι μειωμένες λόγω των τεχνικών τους προδιαγραφών και συνθηκών (π.χ. η λειτουργία των φωτοβολταϊκών συστημάτων μόνο κατά την διάρκεια της ημέρας). Η προσωρινή αποθήκευση ενέργειας αποτελεί μια αρκετά υποσχόμενη λύση σε αυτό το πρόβλημα. Αρκετά διαδεδομένη μορφή αποθήκευσης ενέργειας είναι οι συσσωρευτές/μπαταρίες. Αυτή η εκτενής χρήση έχει οδηγήσει στην ανάγκη για μελέτη αναφορικά με τις επιδράσεις των εξωτερικών παραγόντων αλλά και των τεχνικών χαρακτηριστικών στην χωρητικότητα και την απόδοση του συστήματος. Στην παρούσα διπλωματική αναπτύσσεται, συνδυαστικά, ένα συνολικό μοντέλο το οποίο υπολογίζει την μείωση χωρητικότητας συσσωρευτών τεχνολογίας LFP, με το πέρας του χρόνου για διαφορετικές τιμές θερμοκρασίας και καταστάσεις φόρτισης. Πιο συγκεκριμένα, για δεδομένο ρεύμα υπολογίζονται η κατάσταση φόρτισης κάθε χρονική στιγμή εντός ενός κύκλου και η θερμοκρασία της κυψέλης, τιμές οι οποίες τελικά χρησιμοποιούνται για την εύρεση της κυκλικής και ημερολογιακής γήρανσης των συσσωρευτών. Η προσαρμογή του μοντέλου μελετάται με σύγκριση πειραματικών δεδομένων και στη συνέχεια πραγματοποιούνται προσομοιώσεις σε διάφορα σενάρια λειτουργίας. Από αυτά τα σενάρια προέκυψε μια αρκετά υψηλή εξάρτηση της χωρητικότητας από την θερμοκρασία της κυψέλης. Η απώλεια χωρητικότητας που παρατηρήθηκε για χρονική διάρκεια 15 ετών, πραγματοποιώντας συνολικά 3.000 κύκλους με σταθερό ρεύμα 50 A για υψηλότερη θερμοκρασία έναντι της σταθερής (25°C), είναι μεγαλύτερη κατά 12,1 %. Στην συνέχεια πραγματοποιείται οικονομική ανάλυση αγοράς ενός συστήματος αποθήκευσης 10 kWh ώστε να βρεθεί το κόστος αποθηκευμένης κιλοβατώρας (kWh) καθώς και η τιμή πώλησής της για την οποία η επένδυση αγοράς του συστήματος είναι αποδοτική. Η ανάλυση πραγματοποιείται για τα σενάρια λειτουργίας που αναφέρθηκαν παραπάνω. Το κόστος ανά αποθηκευμένη μονάδα ενέργειας (kWh) έχει εύρος από 0,69€/kWh έως 0,98 €/kWh. Η τιμή πώλησης για να θεωρηθεί αποδοτική η επένδυση για τα δύο σενάρια λειτουργίας είναι 2,7 % υψηλότερη στην περίπτωση της υψηλότερης έναντι της σταθερής θερμοκρασίας.	el
heal.abstract	The increased demand of energy and the changes of Earth’s climate have led to the excessive and wide use of Renewable Energy Sources (R.E.S.). R.E.S.’s technical specifications and surrounding’s conditions (e.g., photovoltaic systems’ operation only during the daytime) reduce their ability to offer energy on a wide range of time. The temporary storage of energy is a suitable solution for that issue. Batteries are a widespread type of energy storage. Due to that enormous usage, a study on the effects of external factors and technical specifications on battery’s capacity and performance should be performed. In this Thesis, a combined model is developed to calculate the capacity loss of LFP batteries occurring overtime, under different temperature and State of Charge values. Precisely, for a specific current, during the cycle the SoC and the cell temperature are calculated in order to be used to determine the cycling and calendar ageing of the batteries. The adjustment of the total model is studied by comparing it with experimental data followed by running simulations under different scenarios of operation. From those simulations it is shown that the capacity of the system is highly dependent on the cell’s temperature. The capacity loss observed over a 15 year period, performing 3.000 cycles in total with current equal to 50 A under increasing temperature, is 12,1 % greater than the corresponding one under constant temperature (25°C). A financial analysis of a 10 kWh battery storage system purchase is conducted in order to determine the cost per kilowatt hour (kWh) stored and the efficient investment selling price. The analysis performed concerned the different scenarios of operation mentioned above. The calculated cost per kilowatt hour stored ranged from 0,069€/kWh to 0,98 €/kWh. The selling price for the investment profit regarding the two scenarios of operation is higher by 2,7 % under the state of increasing temperature.	en
heal.advisorName	Αργυρούσης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Καραντώνης, Αντώνιος	el
heal.committeeMemberName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV)	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	114 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false