Please use this identifier to cite or link to this item: http://artemis.cslab.ece.ntua.gr:8080/jspui/handle/123456789/15316
Title: Εφαρμογή Του Μοντέλου Der-cam Για Διεσπαρμένη Παραγωγή Με Μονάδες Συμπαραγωγής Θερμότητας Και Ηλεκτρισμού Και Επίδραση Της Φορολογίας Άνθρακα
Authors: Ευδοκία Καφφέ
Χατζηαργυρίου Νικόλαος
Keywords: μικροδίκτυο
διασπαρμένη παραγωγή
συμπαραγωγή
πρωτόκολλο κιότο
φόροι άνθρακα
der-cam
Issue Date: 8-Apr-2009
Abstract: Στην εργασία αυτή περιγράφεται μια έρευνα για την προοπτική του συνδυασμού συμπαραγωγής θερμότητας και ηλεκτρισμού με τοπική ηλεκτρική παραγωγή για την παροχή ηλεκτρικού, θέρμανσης και ψύξης στους καταναλωτές. Αυτή η έρευνα στη διασπαρμένη ενεργειακή παραγωγή βασίζεται στη θεωρία του μικροδικτύου, ενός ημιαυτόνομου συνόλου πηγών παραγωγής ισχύος που τοποθετούνται και λειτουργούν προς όφελος των μελών του συνόλου. Αναπτύχθηκε ένα υποθετικό μικροδίκτυο για να εξεταστεί το οικονομικό αποτέλεσμα της εγκατάστασης συμπαραγωγής για την ικανοποίηση των ενεργειακών αναγκών του. Το μικροδίκτυο αποτελείται από ένα σύνολο πελατών που εγκαθιστούν ένα συνδυασμό πηγών με σκοπό την ελαχιστοποίηση του κόστους. Θα μπορούσε να λειτουργεί ανεξάρτητα από το ευρύτερο δίκτυο ισχύος ή μακροδίκτυο αλλά σε αυτήν την εργασία, όπως γίνεται συνήθως, υποτίθεται ότι είναι συνδεδεμένα μέσω ηλεκτρονικών ισχύος. Το μικροδίκτυο μπορεί να αποκτήσει ενέργεια και βοηθητικές, δευτερεύουσες υπηρεσίες, μέσω αγοράς από τον κεντρικό παροχέα που είναι η υπηρεσία κοινής ωφέλειας.Μια προηγούμενη μελέτη του εργαστηρίου του Berkeley οδήγησε στη δημιουργία του Distributed Energy Resources Customer Adoption Model (DER-CAM), ενός εργαλείου λογισμικού που βελτιστοποιεί τις εφαρμογές τεχνολογιών διεσπαρμένης παραγωγής για την ελαχιστοποίηση του κόστους για ένα συγκεκριμένο πελάτη. Βάσει των δεδομένων που εισάγουμε, τα οποία περιλαμβάνουν ηλεκτρικά φορτία και τεχνοοικονομικές προδιαγραφές του εξοπλισμού DER, το DER-CAM καθορίζει το βέλτιστο συνδυασμό τεχνολογιών κι ένα στοιχειώδες πρόγραμμα λειτουργίας που απαιτείται για την κάλυψη των ηλεκτρικών φορτίων του πελάτη με τον πιο οικονομικό τρόπο. Η ένταξη συμπαραγωγής στη μελέτη αποτελεί μια πρόσφατη εξέλιξη. Μπορεί να αυξήσει πολύ σημαντικά την απόδοση του συστήματος μέχρι και στο 80%, μια δραματική βελτίωση σε σχέση με την παραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας χωριστά που συνήθως έχει αποδόσεις γύρω στο 45%. Η αυξημένη, λόγω συμπαραγωγής, απόδοση είναι το αποτέλεσμα της κάλυψης των θερμικών φορτίων από την απόβλητη θερμότητα που εκπέμπεται από την παραγωγή ηλεκτρισμού. Συνεπώς, πελάτες με μεγάλα θερμικά φορτία και υψηλή κατανάλωση ηλεκτρικού θα είχαν σημαντικό κέρδος από την επένδυση σε ένα σύστημα συμπαραγωγής. Σε πολλές περιπτώσεις, η χρήση συμπαραγωγής προσφέρει τέτοιο οικονομικό όφελος που κάνει την υιοθέτηση τεχνολογιών DER ελκυστική ακόμα και σε πελάτες που διαφορετικά δε θα είχαν κίνητρο να συμμετάσχουν στο μικροδίκτυο. Επιπλέον, στη μελέτη εντάσσεται η φορολογία εκπομπών άνθρακα σύμφωνα με το πρωτόκολλο του Κιότο, που στοχεύει στην υιοθέτηση των κατάλληλων τεχνολογιών από τον πελάτη για τη μείωση των εκπομπών. Για να καταστεί δυνατή η ανάλυση της αποτελεσματικότητας της εγκατάστασης τεχνολογιών DER και CHP (Combined Heat & Power), σε συνάρτηση πάντα με τους φόρους άνθρακα, το DER-CAM επεκτάθηκε για να περιλαμβάνει και τα θερμικά συστήματα του μικροδικτύου. Η εκδοχή του DER-CAM που δημιουργήθηκε κατά τη διάρκεια αυτής της μελέτης καθορίζει το βέλτιστο και οικονομικότερο συνδυασμό τεχνολογιών για την κάλυψη όχι μόνο των αναγκών ισχύος, αλλά και των θερμικών και ψυκτικών αναγκών.Οι διαθέσιμες στο μικροδίκτυο τεχνολογίες, είναι τεχνολογίες διασπαρμένης παραγωγής για παραγωγή ηλεκτρισμού, που περιλαμβάνουν εμβολοφόρους κινητήρες, μικροτουρμπίνες, κυψέλες καυσίμου και φωτοβολταϊκά πάνελ, και τεχνολογίες συμπαραγωγής, που αιχμαλωτίζουν την απόβλητη θερμότητα για την κάλυψη των θερμικών φορτίων του μικροδικτύου. Αυτά τα θερμικά φορτία περιλαμβάνουν τη θέρμανση των χώρων και του νερού, καθώς και την ψύξη του κτιρίου και άλλα ψυκτικά φορτία που μπορούν να καλυφθούν από τη μετατροπή της απόβλητης θερμότητας σε ψύξη με εναλλάκτες θερμότητας. Εξετάστηκαν τρία διαφορετικά σενάρια για να καθοριστεί η επίδραση της ένταξης συμπαραγωγής στο μικροδίκτυο. Το πρώτο είναι το βασικό, στο οποίο το μικροδίκτυο μοντελοποιείται χωρίς εγκατάσταση DER, δηλαδή δεν έχει επιλογές για την κάλυψη του φορτίου του παρά μόνο μέσω της αγοράς ισχύος από την εταιρία παροχής. Αυτό το βασικό σενάριο αντιπαρατίθεται στα δύο άλλα που επιτρέπουν την εγκατάσταση DER, η διαφορά των οποίων είναι ότι το δεύτερο σενάριο δεν επιτρέπει τη χρήση τεχνολογιών συμπαραγωγής, όπως κάνει το τρίτο. Τα αποτελέσματα των σεναρίων αυτών καθώς και τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την επεξεργασία τους παρουσιάζονται στην εργασία αυτή.
URI: http://artemis-new.cslab.ece.ntua.gr:8080/jspui/handle/123456789/15316
Appears in Collections:Διπλωματικές Εργασίες - Theses

Files in This Item:
File SizeFormat 
DT2009-0051.doc4 MBMicrosoft WordView/Open


Items in Artemis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.