Μελέτη εγκατάστασης διάταξης SSG στη Σύρο.

Abstract

Τα τελευταία χρόνια παρατηρείται μεγάλη αλλαγή στις παγκόσμιες κλιματικές συνθήκες, έτσι οδηγούμαστε στην αύξηση της θερμοκρασίας της Γης, στη διαφοροποίηση της έντασης των ανέμων και εν κατακλείδι στην ανύψωση της στάθμης των θαλασσών. Έπειτα, η Ελλάδα είναι μια από τις χώρες που διαθέτει πλούσιο κυματικό δυναμικό, το οποίο όμως παραμένει ανεκμετάλλευτο λόγω της διείσδυσης των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) που είναι ακόμα σε πρωταρχικό στάδιο. Έτσι, αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής αποτελεί η ενεργειακή αξιολόγηση μιας διάταξης εκμετάλλευσης της ενέργειας των αναρριχόμενων κυμάτων, τύπου SSG (ενεργειακός κυματοθραύστης). Μελετήθηκε η θεωρητική εφαρμογή της σε ένα νησί μη διασυνδεδεμένου δικτύου, τη Σύρο. Στην συνέχεια, πραγματοποιήθηκαν δύο παρόμοιες μελέτες, για δύο πηγές δεδομένων. Ειδικότερα, στην πρώτη, χρησιμοποιήθηκαν ανεμολογικά δεδομένα από τον εγκαταστημένο μετρολογικό σταθμό Davis Ventage PRO2 που βρίσκεται στην Σύρο. Ύστερα, επεξεργάστηκαν από το αριθμητικό μοντέλο JONSWAP για να υπολογιστεί το κυματικό δυναμικό της περιοχής. Δε συμβαίνει όμως το ίδιο στην δεύτερη μελέτη, όπου τα δεδομένα κυματικού δυναμικού προήλθαν από ακριβείς δορυφορικές παρατηρήσεις για την περιοχή εγκατάστασης. Έπειτα, αξιολογήθηκαν και στις δύο όλοι οι παράμετροι που επηρεάζουν την κατασκευή του ενεργειακού κυματοθραύστη, ώστε να έχουμε την μέγιστη παραγωγή ενέργειας το χρόνο. Έτσι, στην μελέτη JONSWAP, η διάταξη θα έχει συνολικό μήκος 100 [m], γωνία κλίσης 22° και θα διαθέτει τρεις δεξαμενές σε συνολικό ύψος 5 [m] από την επιφάνεια της θάλασσας στην. Στο πλαίσιο αυτό κατανοούμε ότι θα εγκατασταθεί στην βόρεια πλευρά του νησιού, διότι εκεί πνέουν οι πιο ισχυροί άνεμοι και με μεγαλύτερη συχνότητα. Στον αντίποδα, σύμφωνα με τα δεδομένα κυματικού δυναμικού από έμμεσες παρατηρήσεις, η διάταξη θα έχει συνολικό μήκος 100 [m], γωνία κλίσης 18°, θα διαθέτει τρεις δεξαμενές σε συνολικό ύψος 7 [m] από την επιφάνεια της θάλασσας, ενώ όπως και στην πρώτη ανάλυση θα εγκατασταθεί στην βόρεια πλευρά του νησιού. Σύμφωνα με τα παραπάνω, για την πρώτη περίπτωση πετυχαίνετε σε ετήσια βάση παραγωγή ενέργειας της τάξεως των 18.309,24 MWh/έτος που συνεπάγεται σε κάλυψη των απαιτήσεων του νησιού κατά 18,8 %, η οποία συνδέεται απευθείας με το δίκτυο της ΔΕΗ. Επιπλέον, έγινε εκτίμηση του κόστους στο οποίο περιλαμβάνονται τα κόστη από τη μελέτη του έργου έως την λειτουργία του και αυτό ανέρχεται στα 10.058.047,65€. Έπειτα, ακολούθησε έλεγχος της οικονομικής βιωσιμότητας της παράκτιας εγκατάστασης για 20 χρόνια και σύμφωνα με το χρηματοδοτικό σχήμα που ακολουθήσαμε η διάταξη θεωρείται αποδοτική. Ταυτόχρονα, στην ανάλυση από δεδομένα έμμεσων μετρήσεων, επιτυγχάνεται παραγωγή ενέργειας της τάξεως 10.837,45 MWh/έτος, όπου σύμφωνα με τα δορυφορικά δεδομένα αφορά τις 238,5 ημέρες του έτους. Πιο συγκεκριμένα, συμβάλει σε ποσοστό 11,13 % για την κάλυψη των αναγκών του νησιού. Στην συνέχεια, με την οικονομοτεχνική ανάλυση που πραγματοποιήθηκε και σε αυτή τη περίπτωση, η επένδυση κρίνετε αποδοτική. Εύκολα, λοιπόν, οδηγούμαστε στο συμπέρασμα ότι ο ενεργειακός κυματοθραύστης αποτελεί μια τεχνολογία που θα μπορούσε πέρα από την προστατευτική και αντιδιαβρωτική λειτουργία που έχει ως προς τις ακτές, να συνεισφέρει και στην κάλυψη της ζήτησης της ηλεκτρικής ενέργειας μιας κοινωνίας.

In recent years there has been a great change in global climate conditions, so we are leading to an increase in the Earth's temperature, a change in the intensity of the winds and, in conclusion, to a rise in sea level. Greece is one of the countries that has a rich wave potential, but which remains unexploited due to the penetration of RES which is still in its infancy. Thus, the subject of this diploma was the energy evaluation of a device for the exploitation of the energy of climbing waves, the SSG device (wave energy converter). Its theoretical application was studied on an island of non-interconnected network, Syros. Subsequently, two similar studies were performed for two data sources. In the first, wind data from the installed metro station Davis Ventage PRO2 located in Syros were used. They were then processed by the JONSWAP numerical model to calculate the wave potential of the area. However, this is not the case in the second study, where the wave potential data came from accurate satellite observations of the installation site. Next, all the parameters that affect the construction of the energy breakwater were evaluated in both, so that we have the maximum energy production per year. Thus, in the JONSWAP study, the device will have a total length of 100 [m], an angle of inclination of 22 ° and will have three tanks at a total height of 5 [m] above sea level in. In this context we understand that it will be installed on the north side of the island, because there the strongest winds blow with greater frequency. On the other hand, according to the wave potential data from indirect observations, the device will have a total length of 100 [m], an angle of inclination of 18 °, will have three tanks at a total height of 7 [m] above sea level, while as in first analysis will be installed on the north side of the island. With the above data given, you achieve on an annual basis energy production of 18,309.24 MWh / year which is directly connected to the PPC network. In this case, an estimate was made of the costs from the study of the project to its operation and amounts to 14.901.189,12 €. This was followed by an audit of the financial viability of the offshore facility for 20 years and according to the financing scheme we followed the provision is considered efficient. At the same time, in the second analysis, energy production of the order of 10,837.45 MWh / year is achieved, where according to the satellite data it concerns the 238.5 days of the year studied. At the same time, it contributes at a rate of 11.13% to cover the needs of the island. Then, with the economic-technical analysis that was carried out in this case as well, you consider the investment profitable. So, we can easily conclude that the wave energy converter is a technology that could, in addition to its protective and anti-corrosion function in relation to the coast, also contribute to meeting the electricity demand of a society.