Συντάχθηκε 12-07-2018 13:05
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών
Πρόγραμμα Προπτυχιακών Σπουδών
ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΣΟΦΙΑΣ ΒΕΡΙΓΟΥ
με θέμα
Μελέτη Βέλτιστου Σχεδιασμού του Μεγέθους Μικρού Ηλεκτρικού Δικτύου που Περιλαμβάνει Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας
Optimal Sizing of a Microgrid Including Renewable Energy Sources
Δευτέρα 16 Ιουλίου 2018, 12 μ.μ.
Αίθουσα 137Π39, Κτίριο Επιστημών, Πολυτεχνειούπολη
Εξεταστική Επιτροπή
Καθηγητής Γεώργιος Σταυρακάκης (επιβλέπων)
Καθηγητής Κωνσταντίνος Καλαϊτζάκης
Δρ. Ελευθερία Σεργάκη
Περίληψη
Τα τελευταία χρόνια, η αυξανόμενη ζήτηση ενέργειας από έναν συνεχώς αυξανόμενο πληθυσμό, σε συνδυασμό με την επιδείνωση του φαινομένου του θερμοκηπίου και την εξάντληση των ορυκτών καυσίμων, προκάλεσαν την εισαγωγή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ) σε συστήματα ποικίλων κλάδων. Ως εκ τούτου, ο ενεργειακός τομέας αντιμετωπίζει τη μετάβαση από ένα κεντρικό δίκτυο, που αποτελείται από μεγάλες και ελεγχόμενες μονάδες παραγωγής ενέργειας, σε ένα αποκεντρωμένο δίκτυο, που βασίζεται σε ΑΠΕ. Στο πλαίσιο αυτό, τα μικροδίκτυα (microgrids), ανεξαρτήτως της κατάστασης λειτουργίας τους (αυτόνομα ή συνδεδεμένα στο κυρίως δίκτυο), παρέχουν μια βασική λύση για την ενσωμάτωση κάθε επιμέρους στοιχείου τους. Η παρούσα μελέτη συνδυάζει διαφορετικές ΑΠΕ με σκοπό τη δημιουργία ενός λειτουργικού συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας το οποίο είναι ικανό να καλύψει το φορτίο ενός αυτόνομου μικρού νησιού χωρίς τη χρήση συμβατικών πηγών ενέργειας. Ειδικότερα, το προτεινόμενο μοντέλο αποτελείται από φωτοβολταϊκά (PV) πάνελ και υδροστρόβιλους, σύστημα αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών (BESS) και φορτίο. Ο κύριος στόχος αυτής της εργασίας είναι να παρουσιάσει το βέλτιστο μέγεθος κάθε μέρους μέσω ενός λογισμικού βελτιστοποίησης (HOMER). Επιπλέον, για να διευκολυνθεί η δυνατότητα προσαρμογής της ζήτησης φορτίου με την πάροδο του χρόνου, προσομοιώνονται τεσσάρα σενάρια πρόβλεψης φορτίου για τα επόμενα πέντε, δέκα και είκοσι πέντε χρόνια με το λογισμικό HOMER. Παράλληλα, υπολογίζεται το βέλτιστο μέγεθος των υποσυστημάτων των φωτοβολταϊκών και των μπαταριών σε όλες τις περιπτώσεις (και γεννητριών σε δύο σενάρια), φροντίζοντας ταυτόχρονα την βελτιστοποίηση του κόστους και της ενεργειακής κάλυψης. Οι προσομοιώσεις που διεξήχθησαν υποστηρίζουν την αρχική μας υπόθεση, υποδεικνύοντας ότι ένα μικρό δίκτυο μπορεί να είναι ηλεκτρικά αποδοτικό και αυτόνομο, χωρίς την ανάγκη του κύριου δικτύου να το υποστηρίξει. Η χρήση συμβατικών πηγών ενέργειας επιβλαβών για το περιβάλλον κρίνεται αναγκαία μόνο ύστερα από μεγάλη αύξηση της ζήτησης φορτίου.
Abstract
In recent years, an increasing energy demand from a continuously growing population, combined with the advancement of greenhouse gasses (GHG) emissions and the depletion of fossil fuels have motivated the introduction of renewable energy systems (RESs) in a variety of disciplines and scales. As a consequence, the energy sector is facing a transition from a centralized network, composed of large and controllable power plants, to a decentralized grid, based on RESs. Within this framework, microgrids (MGs) provide a key solution to integrate each element of the grid, regardless of their operation status, either in a grid-connected or in an islanded mode. This study combines different RESs in order to create a functional power system which is able to cover the load of an autonomous small island, without the use of conventional energy sources. In more detail, the proposed model consists of photovoltaic (PV) panels and hydro turbines, a battery energy storage system (BESS) and a load. The main objective of this thesis is to present the optimal size of each component through an optimization software (HOMER). Moreover, in order to facilitate the ability to adjust generation of load demand overtime, the simulation of four load prediction scenarios for the next five, ten and twenty five years is exercised with the HOMER software, while providing the optimal sizing of the PV subsystem and BESS in all cases (and generators in two scenarios), in regard to the simultaneous financial and energy load coverage optimization. The simulations conducted in the present study support our initial hypothesis, indicating that a small network can be electrically efficient and autonomous, without the need of the main grid to support it or the use of conventional energy sources, deemed as harmful as they could be to the environment, depending on the increase of the load demand.
Τόπος: Λ - Κτίριο Επιστημών/ΗΜΜΥ, 137Π-39,-38, Πολυτεχνειούπολη
Έναρξη: 16/07/2018 12:00
Λήξη: 16/07/2018 13:00
