Συντάχθηκε 03-10-2023 12:37
Τόπος:
Σύνδεσμος τηλεδιάσκεψης
Έναρξη: 05/10/2023 10:15
Λήξη: 05/10/2023 11:15
ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ
ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ
Ονοματεπώνυμο: Δρόσος Χουσιάδας
Αριθμός Μητρώου: 2017010110
Θέμα:
Τίτλος στα Ελληνικά: "Βέλτιστος σχεδιασμός υβριδικών συστημάτων ΑΠΕ-Η2 με στόχο την ενεργειακή κάλυψη κατοικιών"
Τίτλος στα Αγγλικά: Optimal design of hybrid RES-H2 systems towards residential energy coverage
Εξεταστική Επιτροπή:
Επιβλέπων: Ιψάκης Δημήτρης, Επίκουρος Καθηγητής
Πρώτο Μέλος: Κονσολάκης Μιχάλης, Καθηγητής
Δεύτερο Μέλος: Παπαευθυμίου Σπυρίδων, Καθηγητής
Περίληψη:
Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και η ανάλυση της προσομοίωσης ενός υβριδικού συστήματος ανανεώσιμων πηγών ενέργειας το οποίο παράλληλα πραγματοποιεί παραγωγή υδρογόνου μέσω της χημικής ηλεκτρόλυσης νερού. Η ηλεκτρόλυση του νερού λαμβάνει χώρα στην συσκευή ηλεκτρόλυσης η οποία τροφοδοτείται μέσω πλεονάζουσας ενέργειας που διαχειρίζεται αλγόριθμος ενεργειακής διαχείρισης.
Αρχικά, αναλύεται ο σχεδιασμός του υβριδικού συστήματος στα επιμέρους μηχανολογικά στοιχεία που το απαρτίζουν καθώς και η λειτουργία του συστήματος. Η λειτουργία της εγκατάστασης αναλύεται μέσω αλγορίθμου προσομοίωσης ο οποίος αναπτύχθηκε σε προγραμματιστικό περιβάλλον MATLAB. Ο αλγόριθμος προσομοίωσης παρουσιάζεται σε 4 σκέλη (εισαγωγή, επεξεργασία, προσομοίωση και εξαγωγή αποτελεσμάτων) με σκοπό την κατανόηση της λειτουργίας του υπολογιστικού αλγορίθμου καθώς και των μεγεθών και μαθηματικών μοντέλων που τον απαρτίζουν.
Στη συνέχεια, παρουσιάζεται η μεταβλητή ελέγχου της κατάστασης φόρτισης της μπαταρίας (State of Charge), μέσω μαθηματικών μοντέλων, και ο ρόλος που λαμβάνει στον αλγόριθμο ενεργειακής διαχείρισης για την βέλτιστη κατανομή της παράγουσας ενέργειας.
Συνεχίζοντας, αναλύονται και συγκρίνονται2 διαφορετικές συναρτήσεις κόστους βασισμένες στους όρους του κόστους ενέργειας (Cost of Energy) και του συντελεστή ανάκτησης κεφαλαίου (Capital Recovery Factor).
Τέλος, πραγματοποιείται η προσομοίωση σεναρίων βελτιστοποίησης της εγκατάστασης στα οποία ζητείται η βέλτιστη διαστασιολόγηση για την άμεση κάλυψη φορτίου οικιών καθώς και για την επίτευξη συγκεκριμένου στόχου παραγωγής υδρογόνου. Επιπροσθέτως, γίνεται αξιολόγηση της εγκατάστασης μέσω της σύγκρισης των μαθηματικών μοντέλων που αναλύθηκαν σε προηγούμενα κεφάλαια.
Λέξεις κλειδιά: υδρογόνο, ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ), ηλιακή ενέργεια, ενεργειακό πρόβλημα, ηλεκτρόλυση νερού, αλγόριθμος διαχείρισης ενέργειας, φωτοβολταϊκά
Περίληψη (Αγγλικά):
The main objective of this thesis is the study and analysis of the simulation of a hybrid renewable energy sources system which simultaneously carries out the production of hydrogen through chemical electrolysis. The electrolysis of water takes place in the electrolyzer which is fed through excess energy managed by energy management algorithm.
Initially, the design of the hybrid system is analyzed in the individual mechanical elements that constitute it as well as the operation of the system. The operation of the installation is analyzed through a simulation algorithm developed in MATLAB programming environment. The simulation algorithm is presented in 4 parts (input, processing, simulation and output of results) in order to understand the operation of the computational algorithm as well as the subjects and mathematical models that constitute it.
Then, the control variable of the state of charge of the battery is presented through mathematical models, and the role it takes in the energy management algorithm for the optimal distribution of the generating energy.
Continuing, pre – existing mathematical models and equations of techno – economic subjects are analyzed and compared with mathematical models based on the Cost of Energy and the Capital Recovery Factor.
Finally, the simulation of plant optimization scenarios is carried out in which it is being requested the optimal sizing of the immediate load coverage of houses as well asthe achievement of a specific hydrogen production target. In addition, the installation is evaluated by comparing the mathematical models analyzed in previous chapters.
Keywords: hydrogen, renewable energy sources (RES), solar energy, energy problem, water electrolysis, energy management algorithm, photovoltaic
Ημ/νία εξέτασης: 05-10-2023
Ώρα: 10:20
Χώρος εξέτασης:
Η παρουσίαση θα γίνει με τηλεδιάσκεψη: https://tuc-gr.zoom.us/j/91520877586?pwd=d3I2QjIraWN2UDVkNkN4aElFd0puQT09
