Σχεδιασμός και υλοποίηση μονάδων αφαλάτωσης μεγάλης κλίμακας με ΑΠΕ

Ευθυμιάδης, Βασίλειος

Design and implementation of RES based desalination plants of large scale

Διπλωματική εργασία

Author

Ευθυμιάδης, Βασίλειος

Date

2023-10-10

Advisor

Κονδύλη, Αιμιλία

Διπλωματική Εργασία (2.190Mb)

Keywords

Αφαλάτωση ; Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας ; Σχεδιασμός μονάδων αφαλάτωσης

Abstract

Τις τελευταίες δεκαετίες, η αύξηση του πληθυσμού από κοινού με τις ανάγκες οικονομικής ανάπτυξης, έχουν οδηγήσει σε αυξημένη ζήτηση για νερό. Περαιτέρω, πέραν του ζητήματος της ραγδαίας αύξησης του παγκόσμιου πληθυσμού, ορισμένοι παράγοντες όπως η κλιματική αλλαγή και η παγκοσμιοποίηση εντείνουν την εκμετάλλευση των υδάτινων πόρων. Ωστόσο, οι υδάτινοι πόροι του πλανήτη παραμένουν σταθεροί, γεγονός που εγείρει ανησυχίες για την εξάντληση τους. Πολλές περιοχές του κόσμου πλήττονται από σημαντική έλλειψη νερού. Η αφαλάτωση έχει αναδυθεί ως μια τεχνολογικά και οικονομικά βιώσιμη λύση για την αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων. Τις τελευταίες δεκαετίες, οι τεχνολογίες αφαλάτωσης με βάση τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας έχουν προσελκύσει αυξημένο ενδιαφέρον. Σκοπός της παρούσας πτυχιακής εργασίας ήταν η διερεύνηση του σχεδιασμού και υλοποίησης μονάδων αφαλάτωσης μεγάλης κλίμακας με ΑΠΕ. Από μεθοδολογικής σκοπιάς εκπονήθηκε μια βιβλιογραφική ανασκόπηση μέσω αναζήτησης μελετών, άρθρων και λοιπών δημοσιεύσεων στις ηλεκτρονικές βάσεις αναζήτησης Academia, Scopus και Google Scholar. Ειδικότερα, εξετάστηκαν οι παράμετροι σχεδιασμού και διαστασιολόγησης, το κόστος εγκατάστασης και η οικονομική αξιολόγηση, ενώ διερευνήθηκε και η χρήση ενός εξειδικευμένου λογισμικού σχεδιασμού μονάδας αφαλάτωσης με ΑΠΕ. Συμπεραίνεται, ότι ένα σημαντικό εμπόδιο στην υλοποίηση μονάδων αφαλάτωσης, μεγάλης κλίμακας, που βασίζονται σε ΑΠΕ είναι η διαλείπουσα λειτουργία αυτών των πηγών ενέργειας, αλλά και το αυξημένο κόστος εγκατάστασης τους, εν συγκρίσει με μονάδες που τροφοδοτούνται από συμβατικές μορφές ενέργειας. Αναδεικνύεται λοιπόν η ανάγκη για την εκπόνηση περαιτέρω μελετών για την βελτιστοποίηση των υφιστάμενων συστημάτων, ενώ η χρήση τεχνητής νοημοσύνης ενδεχομένως θα μπορούσε να συμβάλει σημαντικά σε αυτή την κατεύθυνση.

Abstract

In recent decades, population growth coupled with the needs of economic development has led to an increased demand for water. Besides the rapid growth of the world population, certain factors such as climate change and globalization intensify the exploitation of water resources. However, the planet's water resources remain stable, raising concerns about their depletion. Many areas of the world are currently suffering from significant water shortages. Desalination has emerged as a technologically and economically viable solution to address these challenges. In recent decades, desalination technologies based on Renewable Energy Sources (RES) have attracted increased interest. The purpose of this thesis was to investigate the design and implementation of large-scale desalination units with RES. From a methodological point of view, a bibliographic review was conducted by searching for studies, articles and other publications on online academic databases Academia, Scopus and Google Scholar. In particular, the design and dimensioning parameters, the installation costs and the economic evaluation were examined, while the use of specialized design software was also investigated. It is concluded that a significant obstacle to the implementation of large-scale desalination units based on RES is the intermittent operation of these energy sources, but also the increased cost of their installation, compared to units powered by conventional forms of energy. The need for further studies to optimize existing systems is highlighted, while the use of artificial intelligence could potentially contribute significantly in this direction.