Βέλτιστη λειτουργία αποθήκης θερμικής ενέργειας που τροφοδοτείται από φωτοβολταϊκά σε ένα μέσο ελληνικό ξενοδοχείο
Loading...
Date
2023-10-11
Authors
Τσιούρης, Ιωάννης
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την εύρεση του βέλτιστου σεναρίου
λειτουργίας ενός ενεργειακού συστήματος με τη χρήση συγκεκριμένης θερμικής αποθήκης
ενέργειας (AZELIO TES.POD), η οποία τροφοδοτείται από φωτοβολταϊκά. Η εργασία υποστηρίζει
ότι μέσω συνδυασμένης παραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας (CHP) της αποθήκης καλύπτεται
σημαντικό μέρος των ηλεκτρικών και θερμικών αναγκών ενός μέσου ελληνικού ξενοδοχείου. To
ενεργειακό σύστημα, μέσω της παραγωγής και της αποθήκευσης της διαθέσιμης ηλιακής
ενέργειας, εξασφαλίζει τη μέγιστη δυνατή ενεργειακή απεξάρτηση του ξενοδοχείου από το
ηλεκτρικό δίκτυο και τις συμβατικές πηγές ενέργειας για το μεγαλύτερο δυνατό οικονομικό
κέρδος. Έτσι, προκύπτει μια ικανοποιητικότατη λύση για την κάλυψη των υψηλών ενεργειακών
απαιτήσεων των ελληνικών ξενοδοχείου από φθηνή ανανεώσιμη ενέργεια, η οποία καθιστά το
ενεργειακό σύστημα οικονομικά βιωσιμότερο και με μηδενικό περιβαλλοντικό αντίκτυπο.
Αρχικά, γίνεται σύντομη περιγραφή του ενεργειακού προβλήματος και του ενεργειακού προφίλ
των ελληνικών ξενοδοχείων. Αφού επισημανθεί η αναγκαιότητα ενός συστήματος με φ/β πλαίσια
και μία θερμική μονάδα αποθήκευσης, περιγράφονται οι αρχές λειτουργία τους. Κατόπιν, η
μελέτη εστιάζει στην θερμική αποθήκη AZELIO TES.POD και ειδικότερα στην υπεροχή της έναντι
των κοινών συσσωρευτών, στην λειτουργία του κινητήρα Stirling, ο οποίος αποτελεί τη μονάδα
μετατροπής ενέργειας, καθώς και στα τεχνικά χαρακτηριστικά της συγκεκριμένης αποθηκευτικής
μονάδας. Εν συνεχεία, από διαθέσιμα ενεργειακά δεδομένα μεγάλου ξενοδοχείου, υπολογίζονται
προσεγγιστικά τα ετήσια, τα μηνιαία, τα ημερήσια και τα ωριαία ηλεκτρικά και θερμικά φορτία
ενός μέσου ελληνικού ξενοδοχείου, το οποίο προηγουμένως έχει υποστεί ενεργειακή αναβάθμιση.
Ύστερα, μέσω προσομοίωσης με χρήση υπολογιστικών εργαλείων, παρουσιάζεται το πρώτο
βασικό σενάριο λειτουργίας του ενεργειακού συστήματος, τα αποτελέσματα της οποίας
επαληθεύονται από πραγματικό προσομοιωτή της AZELIO. Βάσει αυτού, περιγράφονται οι
προσομοιώσεις για επιπλέον τρία σενάρια λειτουργίας του συστήματος, στα οποία διαφέρει είτε ο
αριθμός των μονάδων TES.POD είτε η πηγή ενέργειας για την φόρτισή τους. Για κάθε σενάριο,
προκύπτει η ποσοστιαία συνεισφορά κάθε πηγής ενέργειας στην κάλυψη των ξενοδοχειακών
φορτίων. Επιπρόσθετα, μέσω διαδικασίας κοστολόγησης, υπολογίζεται το αρχικό κόστος
επένδυσης του ενεργειακού συστήματος, η εξοικονόμηση χρημάτων που επιτυγχάνεται,
συγκριτικά με την περίπτωση αποκλειστικής κάλυψης φορτίων από το δίκτυο, το Σταθμισμένο
Κόστος Ενέργειας, ο χρόνος απόσβεσης και το καθαρό κέρδος κάθε σεναρίου, με συνέπεια να
επιλέγεται το οικονομικά βέλτιστο από αυτά. Τέλος, η διπλωματική ολοκληρώνεται με την
παρουσίαση των τελικών συμπερασμάτων.
Από την παραπάνω προσομοίωση, στο βέλτιστο οικονομικά σενάριο επιτυγχάνεται μείωση στην
ενεργειακή κατανάλωση ενέργειας από το ηλεκτρικό δίκτυο, καθώς και στο κόστος χρέωσης από
αυτό, κατά 3/4 και δικαιώνεται η επιλογή της συγκεκριμένης θερμικής αποθήκης. Πιθανές
βελτιώσεις και επεκτάσεις της εργασίας μπορούν να γίνουν μέσω ακριβέστερου υπολογισμού της
φ/β παραγωγής ενέργειας και των ξενοδοχειακών φορτίων, με τη χρήση επιπλέον ανανεώσιμής
πηγής ενέργειας για την επίτευξη πλήρους αυτονομίας (περισσότερα φ/β πλαίσια,
ανεμογεννήτρια κλπ.), με ενεργειακό συμψηφισμό για περαιτέρω οικονομικό κέρδος, καθώς και
με τεχνολογική βελτίωση της απόδοσης της θερμικής αποθήκης AZELIO TES.POD.
Description
Keywords
Αποθήκη θερμικής ενέργειας, Φωτοβολταϊκή παραγωγή, Συμπαραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας, Μέσο ελληνικό ξενοδοχείο, Βέλτιστο σενάριο ενεργειακού συστήματος