Βελτιστοποίηση υβριδικών συστημάτων ΑΠΕ με χρήση γενετικών αλγορίθμων
Creators: name: Στρούμτσας, Ηλίας Ρουμπέν
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2021
Subjects: Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
Γενετικοί αλγόριθμοι
Επίλυση
Renewable energy sources
Genetic Algorithms
Solver

description: Στη σημερινή εποχή τα περισσότερα κράτη εκμεταλλεύονται σε αρκετά μεγάλο βαθμό τα ορυκτά καύσιμα με σκοπό την οικονομική τους ανάπτυξη. Ωστόσο, λόγω οικονομικών και περιβαλλοντικών επιπτώσεων είναι επιθυμητή́ η χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας τρεις από τις οποίες είναι η υδροηλεκτρική́, ηλιακή και η αιολική ενέργεια. Μια από τις κύριες εφαρμογές των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Tα υδροηλεκτρικά εργοστάσια ανάλογα με την ποσότητα της παραγομένης ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία καθορίζεται με βάση την παροχή του νερού στον στρόβιλο, κατατάσσονται σε κατηγορίες και χρησιμοποιούνται σε διαφορετικές περιπτώσεις. Όσον αφορά́ την ηλιακή ενέργεια υπάρχουν μέσα ηλεκτροπαραγωγής διαφορετικών τεχνολογιών, όπως φωτοβολταϊκά ή ηλιοθερμικά, ενώ η αιολική ενέργεια αξιοποιείται με ανεμογεννήτριες οριζόντιου ή κατακόρυφου άξονα. Τα συστήματα αυτά πολλές φορές για την κάλυψη των αναγκών σε ηλεκτρικό ρεύμα συγκροτούν υβριδικά συστήματα, στα οποία η δυνατότητα αποθήκευσης της ενέργειας είναι σημαντική και βοηθά στην καλύτερη αξιοποίησή της. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η διερεύνηση της εφικτότητας της εξισορρόπησης της ετήσιας ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας από το διασυνδεδεμένο δίκτυο από την ηλεκτροπαραγωγή́ ενός υβριδικού́ συστήματος υδροηλεκτρικού́ εργοστάσιού με δυο ταμιευτήρες, ο ένας από του οποίους αντλητικός, φωτοβολταϊκού σταθμού και αιολικού πάρκου μέσω της βελτιστοποίησης στα σενάρια της δεδομένης ή μη εγκατεστημένης ισχύος των ηλιακών και αιολικών συστημάτων. Ως εργαλείο βελτιστοποίησης χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος των γενετικών αλγορίθμων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όταν η εγκατεστημένη ισχύς των φωτοβολταϊκών και των ηλιακών συστημάτων θωρήθηκε άγνωστη τότε η βελτιστοποίηση της ηλεκτροπαραγωγής του υβριδικού συστήματος είχε ως αποτέλεσμα την πλήρη απορρόφηση της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας από το διασυνδεδεμένο δίκτυο, ενώ στην περίπτωση της βελτιστοποίησης με δεδομένη την εγκατεστημένη ισχύ ένα μέρος της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας απορρίφθηκε.
description: Nowadays, most countries exploit fossil fuels to a large extent for their economic development. However, due to economic and environmental impacts, the use of renewable energy sources is desirable, three of which are hydroelectric, solar and wind energy. One of the main applications of renewable energy sources is the production of electricity. Hydroelectric plants depending on the amount of electricity generated, which is determined by the water supply to the turbine, are classified into categories and used in different cases. In terms of solar energy there are means of generating electricity of different technologies, such as photovoltaics or solar thermal, while wind energy is exploited by means of wind turbines with vertical or horizontal axis. Many times these systems are combined to form hybrid systems, with substantial potential for electricity storage, which is essential in order to optimize their development. The purpose of this dissertation is to investigate the feasibility of balancing the annual electricity demand from the interconnected grid with the power generation of a hybrid facility, consisting of a hydroelectric plant with two reservoirs, one of which is pumped, together with a photovoltaic station and a wind park, of known or unknown installed power. The method of genetic algorithms was used as optimization tool. The results showed that when the installed capacity of the photovoltaic and solar systems was shielded unknown then the optimization of the power generation of the hybrid system resulted in the complete absorption of the generated electricity from the interconnected network, while in the case of optimization with given installed capacity a part of the generated electricity was discarded.