Τεχνοοικονομικό μοντέλο μονάδας αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας και η αλληλεπίδρασή του με την αγορά εξισορρόπησης
Loading...
Date
2025-01-21
Authors
Κατσούλης, Δημήτριος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η σταθεροποίηση της συχνότητας στα ηλεκτρικά δίκτυα αποτελεί κρίσιμο ζήτημα, ιδιαίτερα με την αυξανόμενη διείσδυση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ). Η μεταβλητότητα και η διακοπτόμενη παραγωγή των ΑΠΕ αυξάνουν την ανάγκη για εξισορρόπηση μεταξύ παραγωγής και ζήτησης σε πραγματικό χρόνο. Στην ελληνική αγορά, η Εφεδρεία Διατήρησης της Συχνότητας (FCR) διαδραματίζει βασικό ρόλο για την εξασφάλιση της σταθερότητας του συστήματος αποτελώντας την πρώτη γραμμή άμυνας για τη διατήρηση της συχνότητας στα 50 Hz, αλλά οι υψηλές τιμές της αγοράς αυτής καθιστούν αναγκαία την αναζήτηση αποδοτικών και οικονομικά βιώσιμων λύσεων.
Η διπλωματική εργασία επικεντρώθηκε στη δημιουργία μιας τεχνοοικονομικής ανάλυσης για μονάδες αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες (Battery Energy Storage Systems - BESS) και την αλληλεπίδρασή της με την αγορά εξισορρόπησης και ειδικότερα την παροχή FCR. Υλοποιήθηκαν δύο στρατηγικές διαμόρφωσης προσφορών: η στρατηγική «τέλειας πληροφόρησης», που θεωρεί πλήρη γνώση του συστήματος, και η ρεαλιστική στρατηγική, βασισμένη σε ιστορικά δεδομένα και προβλέψεις. Μέσω προσομοιώσεων, αναλύθηκαν διάφορα μεγέθη και χαρακτηριστικά των BESS όπως ισχύς και χωρητικότητα, καθώς και οικονομικοί δείκτες, όπως ο λόγος κόστους – οφέλους και η περίοδος αποπληρωμής.
Η ανάλυση κατέδειξε ότι τα BESS αποτελούν ιδιαίτερα οικονομικά ελκυστική λύση για την αγορά FCR στην Ελλάδα. Σημαντικό εύρημα ήταν ότι η εγκατεστημένη ισχύς διαδραματίζει τον σημαντικότερο ρόλο σε σχέση με τη χωρητικότητα στην οικονομική αποδοτικότητα του συστήματος. Συγκεκριμένα, για το συνδυασμό 10MW ισχύος και χωρητικότητας 10 MWh, υπολογίστηκαν τα μεγαλύτερα έσοδα και εξαιρετικά ευνοϊκοί δείκτες οικονομικής αξιολόγησης. Ο λόγος κόστους – οφέλους, με βάση τη ρεαλιστική στρατηγική ξεπέρασε το 0.47 και η περίοδος αποπληρωμής ήταν μικρότερη από 2.08 χρόνια. Τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν την οικονομική βιωσιμότητα της επένδυσης, ειδικά σε περιβάλλοντα με υψηλές τιμές FCR όπως η Ελλάδα, και υπογραμμίζουν ότι η υψηλή τιμή της ισχύος μπορεί να μεγιστοποιήσει την κερδοφορία, δεδομένου ότι το σύστημα είναι ικανό να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις του FCR.
Η διπλωματική εργασία συμβάλλει στη βελτίωση της επιστημονικής γνώσης για την ενσωμάτωση των BESS στην αγορά εξισορρόπησης, προσφέροντας πρακτικά μοντέλα και στρατηγικές που μπορούν να αξιοποιηθούν ευρύτερα. Παράλληλα, υποδεικνύοντας το βέλτιστο συνδυασμό εγκατεστημένης ισχύος και χωρητικότητας BESS υποδεικνύει τις διαστάσεις μιας ελκυστικής επένδυσης που οδηγεί στη βελτίωση της σταθερότητας του ηλεκτρικού δικτύου, στη μείωση του κόστους ενέργειας και στην ενίσχυση της διείσδυσης των ΑΠΕ, κάτι που έχει άμεσο αντίκτυπο στην κοινωνία. Εμμέσως επομένως, συμβάλλει στη μείωση των εκπομπών ρύπων, βελτιώνοντας την ποιότητα ζωής, ενώ προωθεί την
ενεργειακή ανεξαρτησία και δημιουργεί ευκαιρίες καινοτομίας, υποστηρίζοντας τη βιώσιμη ανάπτυξη και την ενεργειακή μετάβαση.
Η εργασία μπορεί να βελτιωθεί και να εξελιχθεί στο μέλλον. Το μοντέλο που παρουσιάζεται μπορεί να εμπλουτιστεί με περισσότερα δεδομένα και εξελιγμένους αλγόριθμους πρόβλεψης για τη βελτίωση της ακρίβειας των αποτελεσμάτων. Επίσης, μπορεί να επεκταθεί σε αγορές όπως η Αυτόματη Εφεδρεία Αποκατάστασης της Συχνότητας (aFRR) ή να ενσωματώσει τεχνολογίες όπως η τεχνητή νοημοσύνη για τη βελτιστοποίηση στρατηγικών προσφορών.
Description
Keywords
Αγορά εξισορρόπησης, Αποθήκευση ενέργειας, Αγορά ενέργειας, Τεχνοοικονομική ανάλυση