Αξιολόγηση υβριδικού συστήματος ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στην νήσο Πάτμο - Σαρρής Μπιτσάκος, Μάριος Δημήτριος (Σχολή Πολιτικών Μηχανικών, 2018)
Η ηλεκτρική παραγωγή στην Ελλάδα βασίζεται στο φθηνό πλην ρυπογόνο λιγνίτη και με τα νέα δεδομένα και τα δικαιώματα ρύπων ολοένα να αυξάνονται το περιβαλλοντικό όφελος δείχνει ότι αρχίζει να συμβαδίζει με το οικονομικό και πλέον ο προσανατολισμός προς τις ΑΠΕ μοιάζει επιβεβλημένος. Ιδιαίτερα στα ελληνικά νησιά που αποτελούν σημεία υψηλών ενεργειακών απαιτήσεων λόγω της μεγάλης τουριστικής επισκεψιμότητας κατά τους καλοκαιρινούς μήνες. Παράλληλα αποτελούν στην πλειοψηφία τους μη διασυνδεδεμένες περιοχές με το δίκτυο της ΔΕΗ με αποτέλεσμα να τροφοδοτούνται κατά κόρον από τοπικούς σταθμούς παραγωγής με ντίζελ ή μαζούτ. Το ζήτημα οξύνεται για τα λεγόμενα άνυδρα νησιά, όπου μεταφέρονται μεγάλες ποσότητες νερού για την κάλυψη των αναγκών ύδρευσης με την αρκετά δαπανηρή λύση της μεταφοράς νερού με πλωτά μέσα. Το πλούσιο αιολικό δυναμικό των ελληνικών νησιών σε συνδυασμό με το απαραίτητο σεβασμό προς το φυσικό τους τοπίο καθιστούν την εγκατάσταση υβριδικών συστημάτων με αφαλάτωση μια ελπιδοφόρα και βιώσιμη περιβαλλοντικά λύση. Η παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζει την προσομοίωση και αξιολόγηση ενός υβριδικού συστήματος με αφαλάτωση για τη νήσο Πάτμο που αποτελεί ένα από τα μεγαλύτερα άνυδρα νησιά. Λήφθηκαν ανεμολογικά δεδομένα, δεδομένα ηλεκτρικών και υδρευτικών αναγκών για την περίοδο μελέτης 2007-2017 και αναπτύχθηκε ένα μοντέλο προσομοίωσης του συστήματος στο πρόγραμμα Microsoft Excel 365. Το εν λόγω υβριδικό έργο περιλαμβάνει 6 ανεμογεννήτριες, έναν αντλητικό σταθμό, υδροστρόβιλο στο ύψος της θάλασσας, μία μονάδα αφαλάτωσης, έναν ταμιευτήρα θαλασσινού νερού σε υψόμετρο 90 m, καθώς και τη μετατροπή του υφιστάμενου φράγματος του λιβαδιού σε ταμιευτήρα αφαλατωμένου νερού. Για τη βέλτιστη λειτουργία του υβριδικού συστήματος μελετήθηκαν διάφορα σενάρια διασύνδεσης, τρόπου λειτουργίας καθώς και μεγέθους των επιμέρους στοιχείων του έργου. Η γενική αρχή που διέπει όλα τα σενάρια είναι ότι σε κάθε ένα από αυτά ένα ποσοστό αιολικής ενέργειας διατίθεται απευθείας στο δίκτυο, ενώ το υπολειπόμενο κατανέμεται σε χρήσεις όπως η άντληση και η αφαλάτωση. Ο αντλητικός σταθμός αντλεί νερό προς τον άνω ταμιευτήρα και σε περίπτωσης μη κάλυψης των αναγκών ηλεκτρικών αναγκών τροφοδοτείται από τον άνω ταμιευτήρα ο υδροστρόβιλος για την κάλυψής τους. Παράλληλα η μονάδα αφαλάτωσης με βάση τη διαθέσιμη ενέργεια εναποθέτει το αφαλατωμένο νερό στον ταμιευτήρα αφαλατωμένου νερού και από εκεί διατίθεται προς ύδρευση και άρδευση. Για την ισορροπημένη λειτουργία του συστήματος λήφθηκε σταθερή παραγωγή ενέργειας από τον ΤΣΠ του νησιού ίση με το 20% της εγκατεστημένης ισχύος. Επιπλέον έγινε ανάλυση της βέλτιστης κατανομής της αιολικής ενέργειας μεταξύ της απευθείας διατιθέμενης στο δίκτυο και της υπολειπόμενης που τροφοδοτεί τον αντλητικό σταθμό και τη μονάδα αφαλάτωσης. Τέλος, επιχειρήθηκε ανάλυση κόστους οφέλους με τον υπολογισμό του κόστους εγκατάστασης και λειτουργίας καθώς και την απαιτούμενη τιμή διάθεσης της kWh και του κυβικού μέτρου νερού, ώστε η επένδυση να είναι οικονομικά βιώσιμη. Η παραπάνω διαδικασία οδηγεί στην εξαγωγή συμπερασμάτων ως προς τη λειτουργία του υβριδικού συστήματος και την αξιοπιστία του ως προς την κάλυψη των αναγκών ηλεκτρικής ενέργειας, ύδρευσης και άρδευσης.