Ημερολόγιο Εκδηλώσεων

Περιγραφή:
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Κωνσταντίνου Μπρέλλα με θέμα Μοντελοποίηση Υβριδικής Λειτουργίας Ηλιοθερμικού Σταθμού Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας Modeling of Hybrid Operation of a Concentrated Solar Power Production Unit Εξεταστική Επιτροπή Καθηγητής Κωνσταντίνος Καλαϊτζάκης (επιβλέπων) Καθηγητής Γεώργιος Σταυρακάκης Δρ. Αντώνιος Τσικαλάκης (ΤΕΙ Κρήτης, ΔΕΔΔΗΕ) Περίληψη Τα Ηλιοθερμικά Εργοστάσια (ΗΘΕ) είναι μονάδες Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) που γίνονται πιο διάσημα σε περιοχές με μεγάλη συγκέντρωση ηλιακής ακτινοβολίας. Σε αυτή την διατριβή μελετάται η έγχυση στο δίκτυο ενός εργοστασίου ηλιακού δίσκου-Stirling που είναι συνδεδεμένο σε μια μπαταρία, με σκοπό να καθοριστεί κατά πόσο μπορεί να επιτευχθεί μείωση της αστάθειας παραγωγής και περιορισμού του φαινομένου της ‘καμπύλης της πάπιας’. Αναπτύχθηκε μια προσέγγιση μοντέλου της ηλεκτρικής εξόδου ενός ηλιακού δίσκου που έχει συνδυαστεί με μπαταρίες λιθίου-ιόντων. Παρουσιάζεται επίσης μια μεθοδολογία που βασίζεται στην ελαχιστοποίηση του μέσου τετραγωνικού σφάλματος μεταξύ της πραγματικής και της σταθεροποιημένης παραγωγής που προτείνεται, ώστε να βρεθεί το μέγεθος της μπαταρίας βέλτιστα και να μειωθεί η αστάθεια της παραγωγής του ΗΘΕ. Επίσης αναπτύχθηκε μια μεθοδολογία για να αντιμετωπίσει το φαινόμενο της ‘καμπύλης της πάπιας’ με το να παρέχεται το 15% και το 30% της ονομαστικής ισχύς δύο ώρες μετά την δύση του ήλιου. Τα αποτελέσματα από την λειτουργία ενός Υβριδικού εργοστασίου, για τυπικές μέρες από διάφορες εποχές στο νησί της Κρήτης, αποδεικνύουν την ικανότητα μιας τέτοιας διαμόρφωσης να παρέχει εγγυημένη ισχύ, σε συνδυασμό με την μείωση της αστάθειας και την εγγυημένη ισχύ. Για να ενισχυθεί αυτό το είδος λειτουργίας προτείνονται τα αρχικά στοιχεία για την πρόταση μιας νέας επιπλέον Ταρίφας Τροφοδοσίας (ΤΤ) για να αποζημιώσει την παραγωγή εγγυημένης ισχύος σε διάφορα επίπεδα δύο ώρες μετά την δύση του ήλιου. Ο υπολογισμός αυτών των οφελών βασίζεται σε προσομοιώσεις με πραγματικά δεδομένα της λειτουργίας του ΣΗΕ Κρήτης δικτύου ενός αλγορίθμου βελτιστοποίησης, για την λειτουργία του ηλιακού δίσκου ΗΘΕ με ή χωρίς την Υβριδική λειτουργία που προσφέρει εγγυημένη ισχύ για δύο ώρες μετά την δύση του ηλίου. Τέλος, παρουσιάζεται μια σύνοψη των απαιτήσεων μετρητικών διατάξεων από το διαχειριστή του δικτύου προκειμένου να επαληθεύσει την εγγυημένη ισχύ και για να πάρει πληροφορίες για το Υβριδικό εργοστάσιο. Μια ανασκόπηση των υπαρχουσών νομοθεσιών για αυτό το θέμα γίνεται σε αυτή την διπλωματική. Abstract Concentrated Solar Power (CSP) plants are Renewable Energy Source (RES) units that gain popularity in countries with high solar radiation. In this thesis, the injection to the grid of a solar dish-Stirling plant connected to a battery bank forming a Hybrid plant is studied, in order to determine up to what extent the production volatility and ‘duck curve’ reduction can be achieved. A modeling approach of the electricity output of a solar dish system combined with a lithium-ion battery, is developed. A methodology based on the minimization of the mean square error between the actual and the proposed stabilized production is presented, in order to optimally size the battery bank and reduce the power production volatility of the CSP. Also a methodology is developed to tackle with the ‘duck curve’ effect in providing capacity of 15% and 30% of the nominal power two hours after sunset. Results from the operation of such a Hybrid plant for typical days of various seasons on the island of Crete prove the capability of such a configuration to provide guaranteed amount of power, along with the addition of volatility decrease and capacity credit. To foster such an operation, the principles for suggesting a new premium Feed-in Tariff system to aid the remuneration of power production at various amount of capacity credit providing 2 hours after sunset are suggested. The Calculation of these benefits is based on simulations with actual data from the power grid operation based on optimization algorithm, for both solar-dish CSP operation alone and in Hybrid mode offering capacity credit two hours after sunset. Last but not least, in order for the power grid operator to verify capacity credit assurance and receive information from the Hybrid plant, measuring requirements should be issued. A review of existing regulations on this issue is also made in this thesis.