Ενσωμάτωση συστημάτων παραγωγής πράσινου υδρογόνου και αποθήκευσης σε έξυπνα δίκτυα
Integration of green hydrogen production and storage into smart grid
Λέξεις-κλειδιά
Πράσινο υδρογόνο ; Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ; Κυψέλες καυσίμου ; Ηλεκτρόλυση ; Μηδενικές εκπομπές ; MATLAB ; Προσομοίωση ; Οικονομική μελέτη ; Αποθήκευση υδρογόνου ; Ανεμογεννήτριες ; Φωτοβολταϊκά πλαίσια ; ΥδρογόνοΠερίληψη
Στις μέρες μας, όπου η ανάγκη για καθαρή και αειφόρο ενέργεια βρίσκεται στην ιστορική της κορύφωση, πρέπει να αναπτυχθούν νέος εξοπλισμός, στρατηγικές και μέθοδοι προκειμένου να μειωθεί η περιβαλλοντική ρύπανση. Έχουν ήδη ληφθεί δραστικά μέτρα και ενέργειες σε παγκόσμια κλίμακα. Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ) όπως ανεμογεννήτριες και φωτοβολταϊκές μονάδες τοποθετούνται με αυξανόμενο ρυθμό στα δίκτυα τόσο στο επίπεδο της μετάδοσης όσο και στο επίπεδο της διανομής. Οι ΑΠΕ έχουν το πλεονέκτημα της σημαντικής μείωσης των εκπομπών άνθρακα, αλλά πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη ο οικονομικός τους αντίκτυπος. Τέτοιες εγκαταστάσεις και λειτουργίες στα συστήματα ενέργειας πρέπει επίσης να είναι οικονομικά βιώσιμες στο μέλλον προκειμένου να προσελκύσουν περισσότερους επενδυτές, δημιουργώντας έτσι έναν κύκλο όπου η πράσινη ενέργεια θα είναι ταυτόχρονα φιλική προς το περιβάλλον και οικονομικά επωφελής. Σε αυτή τη διπλωματική παρουσιάζεται μια μέθοδος για την αξιολόγηση συστημάτων ενέργειας αέρα-ηλίου-υδρογόνου (H2). Προκειμένου να βελτιστοποιηθεί το μέγεθος των εξαρτημάτων και
να υπολογιστούν οι δαπάνες για το H2, η μέθοδος περιλαμβάνει χρονολογικές προσομοιώσεις και οικονομικούς υπολογισμούς. Το σύστημα αποτελείται από: • Μια ανεμογεννήτρια (WT), • Μια φωτοβολταϊκή μονάδα (PV), • Έναν ηλεκτρολύτη, • Έναν συμπιεστή,
• Ένα αποθηκευτικό δοχείο,• Μια κυψέλη καυσίμου,• Ένα όχημα υδρογόνου και • Έναν μετατροπέα ενέργειας. Η διπλωματική παρουσιάζει μια μελέτη περίπτωσης για την παραγωγή ηλιακής ενέργειας υδρογόνου στη Σίφνο στην Ελλάδα μέσω ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (PV&WT), μαζί με ένα σενάριο όπου η κατανάλωση αυτοκινήτων και η παραγωγή ΑΠΕ είναι υψηλότερες κατά τους θερινούς μήνες. Ένα σύστημα συνδεδεμένο στο δίκτυο χρησιμοποιείται για την αξιολόγηση των WT, PV και όλου του προαναφερθέντος εξοπλισμού. Μια ανάλυση του κόστους περιλαμβάνεται επίσης σε αυτήν τη μελέτη λόγω των υψηλών δαπανών επενδύσεων.
Περίληψη
Nowadays, where the need for clean and sustainable energy is at its historical peak, new equipment, strategies, and methods have to be developed in order to reduce environmental pollution. Drastic steps and measures have already been taken in a global scale. Renewable Energy Sources (RES) such as wind power plants and photovoltaic units are being installed with growing rhythm
in the grids both in transmission and in distribution level. RES have the advantage of significantly reducing carbon emissions, but their economic impact must also be taken into consideration. Such installations and operations in power systems must also be economically viable in the course of time in order to attract more investors, thus creating a cycle where green energy will be both
environmentally friendly and economically beneficial. It is presented in this paper a method for assessing wind-solar-hydrogen (H2) energy systems. In order to optimize component sizing and calculate H2 costs, the method includes chronological simulations and economic calculations. The system consists of:• A Wind Turbine (WT), • A Photovoltaic (PV) unit, • An Electrolyser, • A Compressor,
• A Storage Tank,• A Fuel Cell and Power Converter. In this thesis a case study of hydrogen solar energy production in Sifno in Greece through renewable energy sources (PV&WT) together with a scenario where vehicle consumption and RES production is higher during the summer months is presented. Hydrogen stations represent H2 demand. A grid-connected system is used for the evaluation of WT, PV and all the aforementioned equipment. A cost analysis is also included in this study due to the high investment costs.
Αριθμός σελίδων
100Σχολή
Σχολή ΜηχανικώνΑκαδημαϊκό Τμήμα
Τμήμα Ηλεκτρολόγων και Ηλεκτρονικών ΜηχανικώνΓλώσσα
ΕλληνικάΣυλλογή
Εκτός από όπου επισημαίνεται κάτι διαφορετικό, το τεκμήριο διανέμεται με την ακόλουθη άδεια:
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές
Αναφορά Δημιουργού - Μη Εμπορική Χρήση - Παρόμοια Διανομή 4.0 Διεθνές