Eureka! Institutional Repository

Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, η θέρμανση χώρων, τα μέσα μεταφοράς, καθώς και η λειτουργία βιομηχανικών μονάδων, είναι μερικές από τις ανάγκες της σύγχρονης κοινωνίας που απαιτούν τεράστιες ποσότητες ενέργειας. Η διαφαινόμενη εξάντληση των ενεργειακών αποθεμάτων των συμβατικών καυσίμων του πλανήτη, σε συνδυασμό με την διαρκώς αυξανόμενη ζήτηση ενέργειας, αλλά και την βαθμιαία επιδείνωση των περιβαλλοντικών προβλημάτων, οδήγησε τις σύγχρονες κοινωνίες να στραφούν αφενός σε τεχνικές εξοικονόμησης και ορθολογικής χρήσης της ενέργειας, αφετέρου στην αξιοποίηση των ήπιων ή Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας. Για πολλές χώρες, οι ΑΠΕ αποτελούν μία σημαντική εγχώρια πηγή ενέργειας, με μεγάλες δυνατότητες ανάπτυξης σε τοπικό και εθνικό επίπεδο. Συνεισφέρουν σημαντικά στο ενεργειακό τους ισοζύγιο, συμβάλλοντας στη μείωση της εξάρτησης από το ακριβό και εισαγόμενο πετρέλαιο και στην ενίσχυση της ασφάλειας του ενεργειακού τους εφοδιασμού. Στην χώρα μας η ανάπτυξη αιολικών και φωτοβολταϊκών πάρκων μπορεί να γίνει πιο εύκολα, καθώς ως μία μεσογειακή χώρα έχει μεγάλο δυναμικό αιολικής και ηλιακής ενέργειας. Οι δύο αυτές μορφές ενέργειας μπορούν να καλύψουν ένα μεγάλο μέρος της παραγωγής ενέργειας. Σημαντικό επίσης, για την αξιοποίηση των ΑΠΕ, είναι και η αποθήκευση της ενέργειας αυτής ιδιαίτερα της ηλιακής και της αιολικής σε συστήματα αποθήκευσης ενέργειας με συσσωρευτές. Μόνο με αξιόπιστα συστήματα αποθήκευσης της ενέργειας μπορούν να λειτουργήσουν τα αυτόνομα συστήματα ΑΠΕ, αλλά και να επιτευχθεί η ενσωμάτωση σε μεγάλη κλίμακα της ηλεκτρικής ισχύος από τις ΑΠΕ στο ηλεκτρικό δίκτυο. Η διαθεσιμότητα αξιόπιστης αποθήκευσης της ηλεκτρικής ενέργειας θα οδηγήσει στη χρήση ηλεκτρικών αυτοκινήτων, τουλάχιστον μέσα στις πόλεις, με προφανή θετική επίδραση στο περιβάλλον της πόλης. Μπορεί να καλύψει τους καταναλωτές σε περιπτώσεις διακοπών (συστήματα UPS) και για τη μείωση της καταναλισκόμενης ενέργειας στις ώρες αιχμής, όταν και το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας είναι υψηλότερο. Η βέλτιστη μέθοδος αποθήκευσης της ενέργειας για κάθε περίπτωση εξαρτάται από την ποσότητα της ενέργειας που πρέπει να αποθηκευτεί, τη χρονική διάρκεια αποθήκευσης, τη μορφή της ενέργειας που απαιτείται για αποθήκευση και την απόδοση με την οποία ανακτάται η ενέργεια. Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι να μελετήσουμε την ενεργειακή διαχείριση συστήματος παροχής ενέργειας με αυξημένη διείσδυση Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) και συστήματα αποθήκευσης ενέργειας (μπαταρίες). Ξεκινάει με αναφορά στις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας και την αξιοποίησή τους με βάση την υπάρχουσα τεχνολογία και συνεχίζει με την ανάλυση των συσσωρευτών αποθήκευσης της ενέργειας (μπαταρίες). Οι μπαταρίες που εξετάζονται είναι κυρίως οι Li-Ion (ιόντων λιθίου) και οι μολύβδου οξέος (lead acid). Αναλύεται η λειτουργία τους με τη βοήθεια ισοδύναμων ηλεκτρικών μοντέλων και προσομοιώσεων. Τέλος, ακολουθούν προσομοιώσεις με φωτοβολταϊκό πάνελ όπου μελετάται η ενεργειακή απόδοση (ισχύς) σε διαφορετικές θερμοκρασίες περιβάλλοντος αλλά και διαφορετικής έντασης ακτινοβολίες. Τα αποτελέσματα συγκεντρώνονται σε πίνακες και εξάγονται τα αντίστοιχα συμπεράσματα.