Μοντελοποίηση και τεχνοοικονομική ανάλυση διασύνδεσης συστημάτων ΑΠΕ-Ηλεκτρόλυσης για παραγωγή πράσινου υδρογόνου (Power-to-H2)

Καραΐσκος, Ιωάννης; Karaiskos, Ioannis

dc.contributor.author	Καραΐσκος, Ιωάννης	el
dc.contributor.author	Karaiskos, Ioannis	en
dc.date.accessioned	2025-05-26T08:32:24Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/61940
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29636
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Παραγωγή και Διαχείριση Ενέργειας”	el
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/	*
dc.subject	Υδρογόνο	el
dc.subject	Αλκαλική Ηλεκτρόλυση	el
dc.subject	Συστήματα Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας	el
dc.subject	Φωτοβολταΐκοί και Αιολικοί Σταθμοί	el
dc.subject	Μοντελοποίηση	el
dc.subject	Green Hydrogen	en
dc.subject	Alkaline Electrolysis	en
dc.subject	Renewable Energy Systems	en
dc.subject	Photovoltaic and Wind Energy Stations	en
dc.subject	Computational Modeling	en
dc.title	Μοντελοποίηση και τεχνοοικονομική ανάλυση διασύνδεσης συστημάτων ΑΠΕ-Ηλεκτρόλυσης για παραγωγή πράσινου υδρογόνου (Power-to-H2)	el
dc.title	Modeling and techno-economic analysis of RES-Electrolysis system coupling for green hydrogen production (Power-to-H2)	en
heal.type	masterThesis
heal.classification	Ενεργειακή Μηχανική	el
heal.classification	Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας	el
heal.classification	Ανανεώσιμα Καύσιμα	el
heal.classification	Energy Engineering	en
heal.classification	Renewable Energy Systems	en
heal.classification	Renewable Fuels	en
heal.dateAvailable	2026-05-25T21:00:00Z
heal.language	el
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2024-10-29
heal.abstract	Στη παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία αναπτύσσεται ένα υπολογιστικό μοντέλο, για την σύζευξη και τεχνο-οικονομική αξιολόγηση συστημάτων ΑΠΕ - Αλκαλικής Ηλεκτρόλυσης. Διερευνάται ο βέλτιστος τρόπος αξιοποίησης διαφόρων περιπτώσεων ενεργειακών συστημάτων, που πρόκειται να συγκροτούν τεχνολογίες ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (φωτοβολταϊκοί και αιολικοί σταθμοί) διασυνδεδεμένοι με έναν βιομηχανικό αλκαλικό ηλεκτρολύτη των 30MW. Η ενεργειακή ανάλυση, και η μετέπειτα τεχνο-οικονομική αξιολόγηση του ενεργειακού συστήματος, πραγματοποιείται μέσω της ανάπτυξης κατάλληλου μοντέλου που προσομοιώνει και βελτιστοποιεί την ετήσια λειτουργία του ηλεκτρολύτη σε ωριαίο επίπεδο, ο οποίος πέρα της ηλεκτρικής τροφοδότησης που δέχεται από συνδυασμό τεχνολογιών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, λαμβάνει παράλληλα υπ’ όψιν και τις ενεργειακές καταναλώσεις της παροχής νερού και της λειτουργίας ενός διβάθμιου συμπιεστή με intercooler και aftercooler, έτσι ώστε το συνολικό ενεργειακό σύστημα να παραμετροποιείται με τέτοιο τρόπο που να επιτυγχάνεται η τεχνο-οικονομικά αποδοτικότερη παραγωγή πράσινου υδρογόνου. Στο πλαίσιο της μοντελοποίησης, μελετώνται ποικίλα σενάρια διασύνδεσης του συστήματος ηλεκτρόλυσης με στοχαστικές ΑΠΕ (αιολικά, φωτοβολταϊκά), τα οποία βρίσκονται μεμονωμένα ή ενοποιημένα σε υβριδικό σύστημα. Στόχος είναι να διερευνηθούν τυχόν περιορισμοί στην λειτουργία του συστήματος ηλεκτρόλυσης για την εξεύρεση βέλτιστων διαμορφώσεων με υψηλό βαθμό απόδοσης σε ονομαστική και μερική λειτουργία. Η συγκεκριμένη πρακτική παραγωγής πράσινου υδρογόνου και η διαχείρισή του ως ενεργειακού φορέα για την ενεργειακή κάλυψη τελικών καταναλωτών γίνεται όλο και πιο διαδεδομένη, προσδίδει ευελιξία στα συνεχώς επεκτεινόμενα συστήματα ΑΠΕ, με το υδρογόνο να εξυπηρετεί επικουρικά το δίκτυο ως μέσο αποθήκευσης της (περίσσειας) ανανεώσιμης ενέργειας, ενισχύοντας τον ρόλο της καθαρής ενέργειας στο παγκόσμιο ενεργειακό μείγμα.	el
heal.abstract	In this master’s thesis, a computational model is developed for the optimal integration and techno-economic evaluation of Renewable Energy Sources (RES) - Alkaline Electrolysis system coupling. The study investigates the most effective way to utilize various energy system configurations, combining renewable energy technologies such as photovoltaic and wind power plants with a 30 MW industrial alkaline electrolyzer. The energy analysis, followed by a techno-economic assessment of the system, is conducted through the development of a dedicated model that simulates the electrolyzer's annual operation on an hourly basis. This model accounts for the electrical supply derived from a mix of renewable energy technologies, as well as the energy consumption of the water supply and the operation of a two-stage compressor equipped with an intercooler and aftercooler, which is simulated using Aspen PlusTM software. The optimization process examines different scenarios of coupling stochastic RES (wind, photovoltaic) with the alkaline electrolysis plant, either as standalone setups or integrated hybrid systems. The goal is to identify operational constraints and determine optimal configurations that achieve high efficiency and cost-effectiveness, under both nominal and partial load conditions. This approach to green hydrogen production is increasingly adopted worldwide, providing a flexible solution to the challenges of expanding renewable energy systems. By converting (surplus) electricity into a storable and transportable chemical form, hydrogen enhances grid stability and prevents energy loss, adding value and flexibility to the renewable sector. In this scope, green hydrogen supports greater integration of renewable assets into the grid, reinforcing the role of clean energy in the global energy mix and facilitating the continued expansion of renewable energy systems.	en
heal.advisorName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Karellas, Sotirios	en
heal.committeeMemberName	Ριζιώτης, Βασίλειος	el
heal.committeeMemberName	Riziotis, Vasileios	en
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	170 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false