Life-cycle cost analysis of a wind park

Abstract

Ο σκοπός αυτής της μεταπτυχιακής εργασίας είναι η ανάλυση του κύκλου κόστους

ζωής ενός αιολικού πάρκου και η ανάπτυξη ενός μοντέλου για τον υπολογισμό

του κύκλου κόστους ζωής του. Αρχικά, περιγράφονται τα χαρακτηριστικά των

ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και οι βασικές μορφές τους εν συντομία: ηλιακή,

υδραυλική, βιομάζα, βιοαέριο, γεωθερμία και αιολική ενέργεια. Στη συνέχεια,

αναλύονται ορισμένα χαρακτηριστικά των αιολικών πάρκων, όπως οι κύριοι

παράγοντες που καθορίζουν την τοποθεσία κατασκευής και τον σχεδιασμό τους, τα

είδη των αιολικών πάρκων (χερσαία και θαλάσσια), καθώς και οι περιβαλλοντικές

επιπτώσεις τους.

Επιπλέον, περιγράφεται λεπτομερώς η μέθοδος της ανάλυσης κόστους κύκλου ζωής,

η οποία πιστοποιείται ως μία σημαντική διαδικασία που μπορεί να χρησιμοποιηθεί

ως εργαλείο αξιολόγησης επενδύσεων και σύγκρισης λύσεων, ακόμα και για

το σχεδιασμό ενός αιολικού πάρκου. Το κόστος κύκλου ζωής μιας κατασκευής

αποτελείται από το άθροισμα της παρούσας αξίας του συνόλου των εξόδων, η οποία

μπορεί να προκύψει κατά τη διάρκεια της ζωής του.

Τέλος, προκειμένου να εφαρμοστεί η ανάλυση κόστους κύκλου ζωής, εξετάζεται

ένα συγκεκριμένο αιολικό πάρκο στην Κύπρο, με δεδομένο αριθμό και θέσεις

ανεμογεννητριών.

αναπτυσσόμενη ταχύτητα, η πυκνότητα του αέρα στο ύψος της ανεμογεννήτριας,

το φορτίο του ανέμου και κατ’ επέκταση μέσω της καμπύλης ικανότητας η

επιβαλλόμενη μετατόπιση. Για το ίδιο αιολικό πάρκο, εξετάστηκαν δύο διαφορετικές

εκδοχές. Στην πρώτη περίπτωση μελετήθηκε το πάρκο, θεωρώντας ότι αποτελείται

από 41 ανεμογεννήτριες ύψους 80 m και με αρχικό κόστος εγκατάστασης 1.800.000

€ ανά ανεμογεννήτρια. Στη δεύτερη περίπτωση, θεωρείται ότι το αιολικό πάρκο

αποτελείται από 21 ανεμογεννήτριες ύψους 80 m και 20 ύψους 100 m, με αρχικό

κόστος εγκατάστασης του δεύτερου τύπου ανεμογεννητριών 2.000.000 €. Για κάθε

περίπτωση και αφού ορίστηκαν τα επίπεδα επικινδυνότητας ανέμου, υπολογίστηκε το

κόστος κύκλου ζωής και το συνολικό κόστος των δύο περιπτώσεων.

Τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν και διαπιστώθηκε ότι ήταν τα αναμενόμενα,

συμπεραίνοντας ότι η ανάλυση κύκλου κόστους ζωής μπορεί να χρησιμοποιηθεί

Για κάθε ανεμογεννήτρια του πάρκου, υπολογίζεται η επαρκώς και με αξιοπιστία για την αξιολόγηση κατασκευαστικών λύσεων και

επενδύσεων.

The purpose of this dissertation is to perform a life cycle cost analysis of a wind

farm and to develop a life cycle cost model. Firstly, some references are made to the

renewable energy and its mainstream forms are described briefly. Moreover, the main

aspects of wind parks are mentioned: the factors that determine their construction

location, the kind of the wind park (onshore-offshore), their environmental impact.

Furthermore, the concept of life-cycle cost analysis is analyzed both as a significant

process which can be used as an assessment tool generally and how it can be used in

terms of the wind farm’s design. Finally, an application of life-cycle cost analysis is

performed by examining a particular wind park in Cyprus, with known characteristics

(number and position of wind turbine, wind potential etc). Two case studies are

examined for the same wind park, assuming different tower heights and different

initial costs of each wind turbine. After, having evaluated the life cycle cost of each

type of wind turbine for three wind hazard levels, through the process which is

analytically described below, the life-cycle cost as well as the total cost of the wind

park is estimated.

Key words

Lice-cycle cost analysis, wind park, wind hazard level