Προσομοίωση Ηλιοθερμικού Σταθμού Παραγωγής Ηλεκτρικής Ενέργειας Τεχνολογίας Παραβολικών Κατόπτρων

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ανάλυση και η προσομοίωσητης λειτουργίας ηλιοθερμικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής τεχνολογίας παραβολικώνκατόπτρων. Για το σκοπό αυτό αναπτύχθηκε κατάλληλος κώδικας προσομοίωσης τηςετήσιας λειτουργίας τέτοιων σταθμών σε προγραμματιστικό περιβάλλον MATLAB.Στα πλαίσια αυτά επιχειρήθηκε αρχικά μια συνοπτική ανασκόπηση των γενικώνχαρακτηριστικών όπως και των διαφορετικών κύριων τεχνολογιών των ηλιοθερμικώνσταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Ακόμη, έγινε αναφορά στην παρούσακατάσταση και τις προοπτικές της διεθνούς αγοράς στο πεδίο αυτό αλλά και στουφιστάμενο θεσμικό πλαίσιο στην Ελλάδα που αφορά τη λειτουργία τέτοιων σταθμών.Στη συνέχεια, η μελέτη επικεντρώθηκε στην εμπορικά επικρατέστερη έως τώρατεχνολογία των παραβολικών κατόπτρων. Περιγράφηκαν τα επιμέρους υποσυστήματα πουσυνθέτουν έναν ηλιοθερμικό σταθμό αυτής της τεχνολογίας, ενώ παρατέθηκαν και οιεξισώσεις που διέπουν τη λειτουργία του κάθε υποσυστήματος.Έπειτα, μελετήθηκε η διασύνδεση των παραπάνω υποσυστημάτων στην ενιαίαλειτουργία του σταθμού και παρουσιάστηκε ο ενιαίος τρόπος λειτουργίας σε καθημερινήβάση ενός ηλιοθερμικού σταθμού παραβολικών κατόπτρων ο οποίος είναι εφοδιασμένοςμε σύστημα αποθήκευσης θερμότητας και βοηθητικό καυστήρα συμβατικού καυσίμου. Ωςτοποθεσία εγκατάστασης για το σταθμό αυτό θεωρήθηκε το νησί της Κρήτης.Διερευνήθηκαν διάφορα θέματα που σχετίζονται με την επιλογή συγκεκριμένωνστρατηγικών λειτουργίας του σταθμού ενώ ιδιαίτερη έμφαση δόθηκε στην παρουσίασηδύο εναλλακτικών τρόπων χρήσης του βοηθητικού καυστήρα.Οι παραπάνω εξισώσεις και στρατηγικές λειτουργίας ενσωματώθηκαν στον κώδικαπροσομοίωσης, ο οποίος παρήγαγε αναλυτικά αποτελέσματα για την ετήσια λειτουργία τουσταθμού που επιλέχθηκε να μελετηθεί δεδομένης της ηλιοφάνειας της επιλεγμένηςτοποθεσίας εγκατάστασης. Παρατέθηκαν διαγράμματα και χαρακτηριστικά μεγέθη τηςετήσιας λειτουργίας για τις εναλλακτικές στρατηγικές χρήσης του βοηθητικού καυστήραόπως και για διαφορετικές διαστασιολογήσεις του ίδιου σταθμού.Τέλος, επιχειρήθηκε προσεγγιστικά η οικονομική αξιολόγηση της επένδυσης για τον υπόπροσομοίωση ηλιοθερμικό σταθμό στην Κρήτη. Μέσω κατάλληλου λογιστικού κώδικα πουαναπτύχθηκε στο MATLAB υπολογίστηκαν το αρχικό κόστος επένδυσης του έργου,ορισμένοι δείκτες οικονομικής αξιολόγησης της επένδυσης καθώς και το σταθμισμένοκόστος ενέργειας.