Συστήματα Διεσπαρμένης Παραγωγής Σε Συνδυασμό Με Τεχνολογίες Συμπαραγωγής Και Τιμολόγια Dynamic Pricing

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκαν δύο εφαρμογές σχετικά με την κάλυψη του ηλεκτρικού και θερμικού φορτίου, ενός οικιστικού συγκροτήματος και του αεροδρομίου της Μακεδονίας, χρησιμοποιώντας τεχνολογίες διεσπαρμένης παραγωγής και συμπαραγωγής σε συνδυασμό με ένα dynamic pricing τιμολόγιο. Για το σκοπό αυτό, τα δύο αυτά παραπάνω συστήματα μοντελοποιήθηκαν με την χρήση του λογισμικού GAMS και του DER-CAM. Η μελέτη αφορούσε κυρίως την οικονομική αξιολόγηση των εφαρμογών, και δεν έγινε λεπτομερής τεχνική ανάλυση των συστημάτων. Το πρώτο μέρος της εργασίας απασχολεί η θεωρητική προσέγγιση των τεχνολογιών, των τεχνικών που ακολουθήθηκαν ώστε να καλυφτούν τα φορτία των δύο καταναλωτών καθώς και μία παρουσίαση του λογισμικού που χρησιμοποιήθηκε. Πρώτα γίνεται μία αναφορά στις τεχνολογίες διεσπαρμένης παραγωγής, και το για το πώς αυτές μπορούν να συνδυαστούν στα πλαίσια ενός μικροδικτύου, με σκοπό την βέλτιστη κάλυψη των φορτίων του, τόσο οικονομικά όσο και με βάση την ευστάθειά του. Στην συνέχεια, περιγράφεται η μέθοδος της συμπαραγωγής και διάφορες τεχνολογίες που κάνουν χρήση αυτής. Έπειτα, γίνεται μία περιγραφή του λογισμικού, με το οποίο κατασκευάστηκαν τα δύο μοντέλα. Τέλος, παρουσιάζεται η τεχνική του dynamic pricing, ενός ειδικού τύπου τιμολόγησης της ηλεκτρικής ενέργειας, ο οποίος συνδέει άμεσα την τιμή της, μεταξύ λιανικής και χονδρικής αγοράς, δίνοντας την δυνατότητα στον καταναλωτή να ρυθμίζει το φορτίο του, και να έχει τον απόλυτο έλεγχο του κόστους που πληρώνει για την ηλεκτρική ενέργεια. Στο δεύτερο μέρος, περιγράφονται οι δύο εφαρμογές που προαναφέρθηκαν. Γίνεται η περιγραφή των φορτίων τους, η κατασκευή του μαθηματικού τους μοντέλου, με βάση το οποίο γράφεται ο κώδικας στο λογισμικό GAMS, παρουσιάζονται τα αποτελέσματα τα οποία και αναλύονται εξάγοντας σημαντικά συμπεράσματα. Η αξιολόγηση τους, αφορά, όπως προαναφέρθηκε, μόνο την οικονομική βιωσιμότητα των τεχνολογιών, αν και τα οφέλη των μεθόδων που προτείνονται, επεκτείνονται και στον κρίσιμο τομέα, της προστασίας του περιβάλλοντος. Κάθε εφαρμογή έτρεξε για τρία σενάρια. Στο πρώτο δεν χρησιμοποιείται καμία τεχνολογία, στο δεύτερο γίνεται χρήση μονάδων τοπικής παραγωγής και στο τρίτο, το ίδιο, αλλά σε συνδυασμό με τεχνολογίες συμπαραγωγής. Και για τα τρία αυτά σενάρια, έγινε χρήση δύο τιμολογίων, της ΔΕΗ ως ενός αντιπροσωπευτικού fixed tarrif τιμολογίου, και του CalPX, του συστήματος της California, για να προσομοιαστεί ένα τιμολόγιο τύπου dynamic pricing. Ο τελικός σκοπός αυτής της εργασίας δεν είναι να αποδείξουμε μόνο τα οφέλη, της συμπαραγωγής ή των dynamic pricing προγραμμάτων. Ο σημαντικότερος σκοπός είναι να παρουσιαστεί το όφελος του συνδυασμού τους. Δεν είναι τυχαίο πως τα προγράμματα dynamic pricing απευθύνονται κυρίως σε μεγάλους βιομηχανικούς αλλά και εμπορικούς καταναλωτές. Το γεγονός αυτό οφείλεται στην αδυναμία που έχουν οι μικρότεροι καταναλωτές να ρυθμίζουν κατάλληλα το φορτίο τους, μία δυνατότητα που τους δίνει η χρήση τεχνολογιών συμπαραγωγής.