Μελέτη αντλησιοταμίευσης για εξοικονόμηση καυσίμου στο ενεργειακό σύστημα της Κρήτης.

Abstract

Στην εργασία αυτή εξετάζεται η δυνατότητα εισαγωγής συστημάτων αντλησιοταμίευσης στο υφιστάμενο σύστημα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας της Κρήτης, με σκοπό τη μεγιστοποίηση της απόδοσης των ήδη εγκατεστημένων θερμικών μηχανών και της διείσδυσης της αιολικής ισχύος, και κατά συνέπεια τη μείωση του ειδικού κόστους παραγωγής. Η προτεινόμενη φιλοσοφία λειτουργίας του συστήματος αντλησιοταμίευσης συνίσταται στα εξής: Στη μέγιστη δυνατή αποθήκευση ενέργειας που προέρχεται είτε από «οικονομικές» θερμικές μηχανές (μηχανές που καταναλώνουν μαζούτ, είτε από απόρριψη αιολικής ισχύος. Στην αντικατάσταση ενέργειας που παράγεται από «ακριβές» θερμικές μηχανές -μηχανές που καταναλώνουν ντίζελ-από ενέργεια που παράγεται από τους υδροστροβίλους, αφού πρώτα εξαντληθούν οι δυνατότητες άμεσης υποκατάστασης από οικονομικές θερμικές μηχανές. Η παραπάνω διαδικασία αποθήκευσης - παραγωγής, μέσω του συστήματος αντλησιοταμίευσης, γίνεται ανεξάρτητα χρονοδιαγράμματος. Ενέργεια αποθηκεύεται όποτε υπάρχει δυνατότητα αποθήκευσης φτηνής ενέργειας, ενώ όποτε παράγεται ακριβή ενέργεια αυτή υποκαθίσταται είτε άμεσα μέσω των οικονομικών μηχανών, είτε μέσω των υδροστροβίλων των αντλησιοταμιευτήρων. Με την προτεινόμενη φιλοσοφία του συστήματος, αποδεικνύεται ότι το κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας μειώνεται περίπου 10 % σε σχέση με το σημερινό, μη λαμβάνοντας υπόψη τη διαρκώς αυξανόμενη τιμή των καυσίμων. Υιοθετώντας ταυτόχρονα ένα απαισιόδοξο σενάριο αρχικού κόστους εγκατάστασης και κόστους λειτουργίας του συστήματος αντλησιοταμίευσης, εκτιμάται ότι η απόσβεση για το προτεινόμενο έργο θα επιτευχθεί κατά μέγιστο σε δέκα έτη.

The present paper investigates the pumped storage systems (PSS) introduction in the existed power production system of Crete, in order to minimize the energy production specific cost. This goal is achieved by: •maximizing the installed thermoelectric power plants efficiency •maximizing the wind power penetration. The proposed philosophy for the introduced PSS operation is based on the following: •the energy storage maximization that originates from either the cheap - thermoelectric machines (machines that burn heavy fuel oil) or the rejected wind energy •the energy substitution maximization that originates from expensive - thermoelectric machines (machines that burn diesel oil) from either the cheap-thermal machines, or the PSS hydro turbines. The above described storage-production procedure, performed by the introduced PSS, is accomplished without any predefined schedule. Energy is stored whenever cheap energy is available for storing. On the other hand, the expensive-thermoelectric machines operation is substituted by the cheap-thermoelectric machines or the PSS hydro turbines, not only during the power demand peak hours, but whenever this “expensive” energy is produced. Two different scenarios are investigated, concerning the introduced PSS: •according to the first scenario, there is no restriction for the PSS upper reservoir capacity •according to the second scenario, a maximum upper reservoir capacity is assumed, imposed by land morphology conditions. For both scenarios an iterative procedure is performed, in order to conclude in the optimum installed pumps and hydro turbines nominal powers. The optimization criterion is the energy production specific cost minimization. Through the power production system proposed operation with the introduction of the PSS, it is shown that the annual consumed fuels cost is decreased almost 10%, without taking into account the highly increasing rhythm of fossil fuels prices worldwide. A pessimistic scenario for the PSS initial and operation cost is finally adopted It is estimated that, under certain conditions, the proposed investment payback time may be lower than five years.