ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΠΟ ΑΙΟΛΙΚΟ ΠΑΡΚΟ ΜΕΛΕΤΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗΣ Α/Π ΤΡΙΚΟΡΦΑ

Abstract

Η διπλωματική εργασία διαπραγματεύεται την ενεργειακή ανάλυση του αιολικού πάρκου (Α/Π) Τρίκορφα το οποίο απαρτίζεται από 7 ανεμογεννήτιρες (Α/Γ) ονομαστικής ισχύος 2MW. Συνολικά το Α/Π είναι ονομαστικής ισχύος 14MW. Πρόκειται για Α/Π που είναι ήδη εγκατεστημένο και συνεισφέρει στο διασυνδεμένο δίκτυο με παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. H διαρρύθμιση της εργασίας έχει ως ακολούθως: Στο 1ο κεφάλαιο συζητούνται γενικότερα οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ), δίνοντας τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα αυτών. Στη συνέχεια το ενδιαφέρον επικεντρώνεται στην Αιολική Ενέργεια ως μορφή ΑΠΕ γίνεται μια σύντομη ιστορική αναδρομή και ειδικότερα περιγράφεται η κατάσταση στην Ελλάδα τα τελευταία χρόνια μέσα από στατιστικά στοιχεία. Το κεφάλαιο κλείνει με την ταξινόμηση των Α/Γ με την επικρατέστερη τοπολογία που εφαρμόζεται σήμερα. Στο 2ο κεφάλαιο περιγράφονται τα εξαρτήματα των Α/Γ δίνοντας καταρχήν αναλυτικές πληροφορίες ως προς το δρομέα. Περιγράφονται οι διάφορες κατηγορίες των συστημάτων και καταγράφονται τα είδη και οι τεχνολογίες των γεννητριών που αναμφίβολα είναι από τα πιο σημαντικά μέρη του όλου συστήματος μιας Α/Γ αφού είναι υπεύθυνη για τη μετατροπή της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική. Στο 3ο κεφάλαιο περιγράφονται τα χαρακτηριστικά στοιχεία που συνθέτουν το αιολικό δυναμικό η γνώση του οποίου είναι απαραίτητη για την απόφαση της χωροθέτησης ενός αιολικού πάρκου (Α/Π). Δίνονται επίσης τα όργανα μέτρησης που χρησιμοποιούνται για την καταγραφή των ιδιοτήτων του ανέμου. Η ορθή χωροθέτηση Α/Γ σε συστοιχία Α/Π σύμφωνα και με το αιολικό δυναμικό μια περιοχής είναι αποφασιστικής σημασίας για την μετέπειτα παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Πέρα από τα ανεμολογικά δεδομένα απαραίτητη είναι και η καταγραφή του γεωγραφικού ανάγλυφου δηλ. η γεωμορφολογία του εδάφους ή της περιοχής στην οποία θα τοποθετηθούν οι Α/Γ. Το κεφάλαιο κλείνει με στοιχεία ταξινόμησης των κατά IEC. Στο 4ο κεφάλαιο συζητούνται στοιχεία αεροδυναμικής με τα χαρακτηριστικά ισχύος του ανέμου και τα στατιστικά εργαλεία που χρησιμοποιούνται (κατανομή Weibull) για τον υπολογισμό της ισχύος του ανέμου σε ένα δεδομένο τόπο. Αναλύονται οι περιορισμοί εκμετάλλευσης της αιολικής ενέργειας που τίθενται από την αεροδυναμική σύμφωνα με τη θεωρία μονοδιάστατης ορμής (όριο Betz). Στο 5ο κεφάλαιο δίνεται το μαθηματικό υπόβαθρο και οι σχέσεις υπολογισμού της ισχύος του ανέμου και οι απαραίτητες διορθώσεις ως προς την πυκνότητα του ανέμου ώστε να καταγραφεί η πραγματική καμπύλη ισχύος. Στο 6ο κεφάλαιο τα παραπάνω αναφερόμενα στοιχεία σχεδιασμού εξειδικεύονται στη χωροθέτηση του συγκεκριμένου υπό μελέτη Α/Π με τα ανεμολογικά δεδομένα της συγκεκριμένης περιοχής που αυτό είναι χωροθετημένο. Δίνεται η κατανομή Weibull που περιγράφει την περιοχή ενώ υπολογίζεται η θεωρητική και η πραγματική ισχύς του ανέμου. Επίσης υπολογίζεται η πραγματική ισχύς του ανέμου στη δεδομένη περιοχή μελέτης με τους περιορισμούς που τίθενται ενώ παράλληλα γίνεται και ο υπολογισμός των ενεργειακών απωλειών. Στο 7ο κεφάλαιο γίνεται η οικονομοτεχνική μελέτη με την αναλυτική κοστολόγηση του έργου σύμφωνα με τις κατευθυντήριες οδηγίες της τεχνικής έκθεσης Technical Report NREL/TP-500-40566 December 2006. Στο συγκεκριμένο εγχειρίδιο δίνονται οι σχέσεις υπολογισμού κόστους των επιμέρους τμημάτων – υποσυστημάτων μιας Α/Γ καταρχήν. Η μελέτη συμπληρώνεται από τα κόστη διασύνδεσης και υπόλοιπου ηλεκτρομηχανολογικού εξοπλισμού υδραυλικών και συστημάτων ψύξης έως και το κόστος θεμελίωσης. Η μελέτη φθάνει μέχρι και την κοστολόγηση των αδειών μηχανικού. Στο 8ο κεφάλαιο συζητούνται ενδεικτικά αποτελέσματα παραμέτρων λειτουργίας του Α/Π και δίνονται διαγράμματα σχετικά με την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια του Α/Π.