Σχεδίαση, ανάλυση απόδοσης και τεχνοοικονομική αξιολόγηση συστήματος αδιαβατικής αποθήκευσης ενέργειας με συμπιεσμένο αέρα (A-CAES)
Loading...
Date
2026-03-05
Authors
Λουκάς, Κωνσταντίνος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει τη θερμοδυναμική και τεχνοοικονομική αξιολόγηση ενός προηγμένου συστήματος αποθήκευσης ενέργειας πεπιεσμένου αέρα (Advanced Compressed Air Energy Storage – A-CAES). Το σύστημα βασίζεται στην πολυσταδιακή συμπίεση του αέρα με ενδιάμεση ψύξη και ανάκτηση της παραγόμενης θερμότητας, η οποία αποθηκεύεται σε σύστημα θερμικής αποθήκευσης (Thermal Energy Storage – TES) και επαναχρησιμοποιείται κατά τη φάση εκτόνωσης. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε μέσω αριθμητικής προσομοίωσης σε περιβάλλον UniSim Design, με στόχο τον υπολογισμό των θερμοδυναμικών μεγεθών σε κάθε στάδιο λειτουργίας και την εκτίμηση της συνολικής ενεργειακής απόδοσης του συστήματος. Αναλύθηκαν οι μεταβολές πίεσης, θερμοκρασίας, ενθαλπίας και ισχύος κατά τα στάδια συμπίεσης και εκτόνωσης, καθώς και η απόδοση της θερμικής αποθήκευσης. Ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην ανάλυση ευαισθησίας βασικών παραμέτρων, όπως η πίεση αποθήκευσης, η ισεντροπική απόδοση των στροβίλων/συμπιεστών και η θερμοκρασία προθέρμανσης πριν την εκτόνωση. Η ανάλυση αυτή επέτρεψε τον προσδιορισμό των παραμέτρων με τη μεγαλύτερη επίδραση στη συνολική απόδοση (round-trip efficiency) και στην παραγόμενη καθαρή ισχύ. Παράλληλα, πραγματοποιήθηκε τεχνοοικονομική αξιολόγηση του συστήματος, με εκτίμηση του κεφαλαιουχικού κόστους (CAPEX), του λειτουργικού κόστους (OPEX) και του εξισωμένου κόστους ενέργειας (LCOE). Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η ενσωμάτωση θερμικής αποθήκευσης αυξάνει σημαντικά την ενεργειακή απόδοση του συστήματος συγκριτικά με συμβατικές διατάξεις CAES, καθιστώντας το A-CAES βιώσιμη λύση μεγάλης κλίμακας για την εξομάλυνση της μεταβλητότητας των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Συνολικά, η εργασία τεκμηριώνει τη δυναμική του A-CAES ως τεχνολογίας αποθήκευσης με βελτιωμένη απόδοση και μειωμένο περιβαλλοντικό αποτύπωμα, συμβάλλοντας στην ενεργειακή μετάβαση και στην αύξηση της αξιοπιστίας των ηλεκτρικών δικτύων.
Description
Keywords
Αδιαβατική αποθήκευση ενέργειας με πεπιεσμένο αέρα, Θερμική αποθήκευση, Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, Θερμοδυναμική προσομοίωση, Βιωσιμότητα