Προγραμματισμός της λειτουργίας μονάδας ΣΗΘΥΑ στην Πανεπιστημιούπολη Αρχαίου Ελαιώνα του ΠαΔΑ, για ένα ενεργειακά αυτόνομο πανεπιστήμιο

Βαρδάκης, Βασίλειος

Planning of the operation of the CHP plant at the Ancient Groove Campus of the UNIWA, for an energy autonomous university

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Βαρδάκης, Βασίλειος

Date

2023-07-20

Advisor

Καλδέλλης, Ιωάννης

Μεταπτυχιακή εργασία (5.337Mb)

Keywords

ΣΗΘΥΑ ; Φυσικό αέριο ; Φωτοβολταϊκά συστήματα ; Εξοικονόμηση ενέργειας ; Μονάδες συμπαραγωγής ; Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής ; Οικονομοτεχνική ανάλυση

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί ο σχεδιασμός λειτουργίας της μονάδας συμπαραγωγής (ΣΗΘΥΑ) του Πανεπιστημίου Δυτικής Αττικής, η οποία βρίσκεται στην Πανεπιστημιούπολη Αρχαίου Ελαιώνα, για ένα ενεργειακά αυτόνομο πανεπιστήμιο. Προκειμένου να μη μένει ανεκμετάλλευτη η πλεονάζουσα παραγόμενη θερμική/ψυκτική ενέργεια της μονάδας όταν δεν υπάρχουν ανάγκες θέρμανσης/ψύξης, στόχος είναι να γίνει ο κατάλληλος προγραμματισμός στις ώρες λειτουργίας της μονάδας ΣΗΘΥΑ ώστε να λειτουργεί όταν υπάρχει ταυτοχρονισμός στη ζήτηση ηλεκτρικής και θερμικής/ψυκτικής ενέργειας στην Πανεπιστημιούπολη Αρχαίου Ελαιώνα, ενώ τους μήνες που υπάρχει μόνο ηλεκτρικό φορτίο, αυτό να καλύπτεται από το φωτοβολταϊκό σύστημα που πρόκειται να εγκατασταθεί. Η μεθοδολογία που ακολουθείται αρχικά είναι η μελέτη των θερμοκρασιακών δεδομένων της τελευταίας δεκαετίας από την οποία προκύπτουν οι βαθμοημέρες θέρμανσης και ψύξης. Έπειτα, γίνεται η μελέτη του φορτίου της Πανεπιστημιούπολης Αρχαίου Ελαιώνα σε μηνιαία και ετήσια βάση, όπως προκύπτει από τα δεδομένα που λήφθηκαν από το λογισμικό της μονάδας ΣΗΘΥΑ. Από τις παραπάνω αναλύσεις, προκύπτει ο προγραμματισμός της λειτουργίας της μονάδας ΣΗΘΥΑ, εξετάζοντας παράλληλα αν τους μήνες που απαιτείται μόνο ηλεκτρικό φορτίο, αυτό μπορεί να καλυφθεί από το φωτοβολταϊκό σύστημα που πρόκειται να εγκατασταθεί. Τέλος, πραγματοποιείται οικονομική σύγκριση ανάμεσα στον υφιστάμενο και το νέο προτεινόμενο τρόπο λειτουργίας της ΣΗΘΥΑ. Τo αναμενόμενο αποτέλεσμα της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο σωστός προγραμματισμός του ωραρίου λειτουργίας της μονάδας ΣΗΘΥΑ του Πανεπιστημίου Δυτικής Αττικής, σε συνδυασμό με το φωτοβολταϊκό σύστημα ισχύος 400kWp που πρόκειται να εγκατασταθεί. Η συνδυαστική τους λειτουργία, λαμβάνοντας υπόψη και τις παρεμβάσεις εξοικονόμησης και ορθολογικής χρήσης ενέργειας που πρόκειται να πραγματοποιηθούν, έχει σκοπό την πλήρη κάλυψη των ηλεκτρικών φορτίων των Πανεπιστημιουπόλεων Αρχαίου Ελαιώνα και Αθηνών υπό το καθεστώς του εικονικού ενεργειακού συμψηφισμού, και μέρος των θερμικών της πρώτης, μειώνοντας το ενεργειακό κόστος του Πανεπιστημίου και μετατρέποντάς το σε ενεργειακά αυτόνομο.

Abstract

The subject of this dissertation is the operation planning of the cogeneration plant (CHP) of the University of Western Attica, which is located in the Ancient Groove Campus, for an energy independent university. In order not to leave the surplus thermal/cooling energy produced by the plant unused when there are no heating/cooling needs, the aim is to make the appropriate programming in the operating hours of the CHP plant so that it operates when there is a simultaneity in the demand for electricity and thermal/cooling energy in the Ancient Groove Campus, while in the months when only electrical load is required, this will be covered by the photovoltaic system that is to be installed. The methodology initially followed is the study of the temperature data of the last decade from which the heating and cooling degree days are derived. Then, the study of the load of the Ancient Groove Campus is done on a monthly and annual basis, as resulting from the data obtained from the software of the CHP. From the above analyses, the programming of the operation of the CHP results, at the same time examining whether in the months when only electrical load is required, this can be covered by the photovoltaic system that is to be installed. Finally, an economic comparison is made between the existing and the new proposed mode of operation of CHP plant. The expected result of this dissertation is the correct planning of the operating hours of the CHP plant of the University of West Attica, in combination with the 400kWp photovoltaic system to be installed. Their combined operation, taking into account the energy saving and rational use interventions that are to be made, aims to fully cover the electrical and thermal loads of the Ancient Groove Campus and the Athens Campus under virtual net metering, reducing energy costs of the University and turning it into an energy self-sufficient one.