Συντάχθηκε 09-06-2023 15:00
Τόπος:
Σύνδεσμος τηλεδιάσκεψης
Έναρξη: 15/06/2023 11:00
Λήξη: 15/06/2023 12:00
Τίτλος
Ενεργειακή ανάλυση συστημάτων συνεχούς μεταφοράς εξορυγμένων υλικών.
Τριμελής Εξεταστική Επιτροπή
1. Γαλετάκης Μιχαήλ, Καθηγητής
2. Κομνίτσας Κωνσταντίνος, Καθηγητής
3. Δρ. Α. Στρατάκης, ΕΔΙΠ
Περίληψη
Στην εργασία αυτή διερευνάται η δυνατότητα μετατροπής ενός συστήματος μεταφορικών ταινιών (ταινιόδρομοι) που χρησιμοποιούνται για τη διακίνηση κοκκωδών υλικών σε σύστημα αποθήκευσης ενέργειας. Εκμεταλλευόμενο την βαρυτική δυναμική ενέργεια του υλικού που βρίσκεται σε ορισμένο υψόμετρο και την κίνηση του με κεκλιμένους ταινιόδρομους μετατρέπει την βαρυτική δυναμική σε ηλεκτρική ενέργεια με τη χρήση ειδικής διάταξης ανάκτησης της ενέργειας. Η διάταξη αυτή αποθήκευσης ενέργειας βασίζεται στην ίδια αρχή με εκείνη του συστήματος αντλιοταμίευσης, αλλά αντί για ταμιευτήρες νερού χρησιμοποιεί σωρούς χαλαρών κοκκωδών υλικών (όπως άμμος, χαλίκι, ή άλλο θραυσμένο υλικό) που βρίσκονται σε διαφορετικά υψόμετρα. Μπορεί να δώσει λύση για την αποθήκευση ενέργειας σε περιοχές όπου δεν υπάρχει δυνατότητα αντλιοταμίευσης νερού καθώς επίσης να χρησιμοποιηθεί σε περιοχές όπου υπήρχε μεταλλευτική δραστηριότητα και όπου υπάρχουν διαθέσιμες ποσότητες χαλαρών κοκκωδών υλικών και κατάλληλες υψομετρικές διαφορές.
Με βάση τα υφιστάμενα μοντέλα υπολογισμού της απαιτούμενης ισχύς λειτουργίας των ταινιοδρόμων κατά ISO 5048 και DIN 22101 διερευνάται ποιες παράμετροι επηρεάζουν την απόδοση και την αποθηκευτική ικανότητα ενός τέτοιου συστήματος. Για την διερεύνηση αυτή χρησιμοποιείται η ανάλυση αβεβαιότητας ευαισθησίας. Ως βασικοί παράμετροι απόφασης ορίζονται το μήκος διαδρομής, το πλάτος μεταφορικού ιμάντα, η οριζόντια κλίση ταινιόδρομου, καθώς και η ταχύτητα κίνησης του ιμάντα, ενώ ως παράμετροι με αβεβαιότητα επιλέγονται ο συντελεστής απόδοσης κινητήριου συστήματος, ο συντελεστής πλήρωσης μεταφορικού ιμάντα, ο συντελεστής επιπλήσματος και το ειδικό βάρος του μεταφερόμενου υλικού, και ο συντελεστής αντιστάσεων λόγω τριβών στα κύλιστρα μεταφοράς.
Εξετάστηκαν δυο σενάρια που ανταποκρίνονται σε ένα βελτιστοποιημένο σύστημα ταινιοδρόμων και σε ένα τυπικό και υπολογίστηκε η επίδραση των παραμέτρων αβεβαιότητας στην απόδοση του συστήματος. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τη μεγαλύτερη επίδραση στους δείκτες απόδοσης συστήματος αποθήκευσης ενέργειας είχαν ο συντελεστής πλήρωσης της μεταφορικής ταινίας και ο συντελεστής απόδοσης του κινητήριου συστήματος. Η υπολογισθείσα τιμή για τον συντελεστή αποθήκευσης ενέργειας για το βελτιστοποιημένο σύστημα κυμαίνεται από 0,68-0,90 ενώ για το τυπικό σύστημα κυμαίνεται από 0,44-0,75. Οι τιμές αυτές είναι συγκρίσιμες με άλλα υπάρχοντα συστήματα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας (αντλιοταμίευση, πεπιεσμένος αέρας, μπαταρίες και περιστρεφόμενοι σφόνδυλοι). Επιπλέον τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας που βασίζονται στη λειτουργία των ταινιοδρόμων έχουν χαμηλότερο κόστος κατασκευής, μεγαλύτερη διάρκεια ζωής, δεν έχουν απώλειες αποθήκευσης και δεν παράγουν απόβλητα κατά τη λειτουργία τους.
Τέλος τα αποτελέσματα της ανάλυσης υφιστάμενου συστήματος κατηφορικού ταινιόδρομου (εγκατεστημένου σε λατομείο), που εκτός από τη μεταφορά υλικών ανακτά και ενέργεια κατά τη λειτουργία του, έδειξαν ότι η απόδοση του συστήματος είναι μικρότερη από την θεωρητικά υπολογιζόμενη. Η απόκλιση αυτή οφείλεται στο γεγονός ότι το υφιστάμενο σύστημα δεν έχει σχεδιαστεί ως σύστημα αποθήκευσης ενέργειας αλλά ως σύστημα μεταφοράς εξορυγμένων υλικών.
