Υπεράκτια Αιολικά Πάρκα: Επιλογή Διάταξης Έδρασης Ανεμογεννητριών με βάση Πολυκριτηριακή Ανάλυση και Προκαταρκτική Αξιολόγηση της Επένδυσης
Creators: name: Μαρμελούδης, Στυλιανός Δημητρίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Υπεράκτιο αιολικό πάρκο
Διάταξη έδρασης υπεράκτιων ανεμογεννητριών
Προκαταρκτική αξιολόγηση επένδυσης
Offshore wind farm
Wind turbine's support structure
Preliminary Evaluation of Investment

description: H ανάπτυξη των υπεράκτιων αιολικών πάρκων αποτέλεσε μία σημαντική εξέλιξη για την τεχνολογία και την εκμετάλλευση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας. Μετά την κατασκευή και τη λειτουργία των πρώτων υπεράκτιων αιολικών πάρκων σχετικά κοντά στις ακτές με σταθερές στον πυθμένα διατάξεις έδρασης, ο κλάδος παρουσιάζει την τάση για ανάπτυξη νέων πάρκων, σε μεγαλύτερες αποστάσεις από την ακτή και σε βαθύτερα νερά, όπου το διαθέσιμο αιολικό δυναμικό είναι μεγαλύτερο, εκμεταλλευόμενος την τεχνολογία των πλωτών διατάξεων έδρασης. Ωστόσο, το θαλάσσιο περιβάλλον αποτελεί πρόκληση κα εγκυμονεί κινδύνους για την εκδήλωση τόσο τεχνικών ζητημάτων, όσο και υψηλού κόστους επένδυσης. Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει στόχο τη δημιουργία υποστηρικτικών εργαλείων για τη λήψη σημαντικών αποφάσεων σε προκαταρκτικό στάδιο. Συγκεκριμένα, αναπτύσσονται δύο μοντέλα. Σο πρώτο αφορά την επιλογή διάταξης έδρασης με βάση πολυκριτηριακή ανάλυση ανάμεσα στις επτά επικρατέστερες υφιστάμενες διατάξεις. Σο μοντέλο έχει στόχο την εφαρμογή της επικρατέστερης λύσης για την αποφυγή οικονομικών και τεχνικών ζητημάτων που πιθανόν να προκύψουν κατά την υλοποίηση της επένδυσης. Η πολυκριτηριακή ανάλυση αποτελείται από δώδεκα κριτήρια τεχνικής, οικονομικής και περιβαλλοντικής φύσης, τα οποία παίρνουν τιμές για κάθε εναλλακτική με βάση το βάθος, την ονομαστική ισχύ της ανεμογεννήτριας και την απόσταση από το λιμάνι εργασιών, παράμετροι που εισάγει ο χρήστης. Σο δεύτερο μοντέλο αφορά την προκαταρκτική αξιολόγηση της επένδυσης ενός υπεράκτιου αιολικού πάρκου με βάση τον οικονομικό κύκλο ζωής του. Αφού πρώτα εκτιμηθεί ο οικονομικός κύκλος ζωής του υπεράκτιου αιολικού πάρκου, στη συνέχεια υπολογίζονται οι ταμειακές ροές και αξιολογείται η επένδυση βάσει έξι επενδυτικών δεικτών, όπως το σταθμισμένο Κόστος Ενέργειας και η Καθαρά Παρούσα Αξία της επένδυσης. στη συνέχεια τα δύο μοντέλα εφαρμόζονται σε δυο προτεινόμενες θέσεις για την κατασκευή υπεράκτιων αιολικών πάρκων στην Ελλάδα. Η πρώτη θέση αφορά την περίπτωση της Νότιας Λήμνου, για την οποία η διάταξη έδρασης είναι σταθερά εδραζόμενη στον πυθμένα, ενώ η δεύτερη θέση αφορά την περίπτωση της Ρόδου με πλωτή διάταξη έδρασης. Αφού υπολογισθούν και αξιολογηθούν οι δυο επενδύσεις ξεχωριστά, στη συνέχεια συγκρίνονται μεταξύ τους και επιλέγεται η συμφερότερη. Για την επιλεγόμενη επένδυση ακολουθεί σενάριο διερεύνησης.
description: The installation and the operation of offshore wind farms has been a significant development of renewable energy sector. Up to now, most existing offshore wind farms have been installed and are operating near to shore by deploying fixed bottom support structures. However, offshore wind industry moves forwards the installation of offshore wind turbines at larger distances from the shore and, therefore, at deeper waters, where the winds are stronger, by taking advantage of the technology of floating support structures. Yet, technical and financial challenges should be overcome for the suitable realization of floating offshore wind farms. This diploma thesis aims to develop tools for supporting decision making at the preliminary stage of the investment. Two tools have been developed. The first one enables the multi-criteria assessment of wind turbines' support structure among seven alternatives presenting currently the most dominant design solution. This tool aims to select the best alternative in order for the investors to reduce technical and economical risks that may arise during the implementation of the investment. The multi-criteria assessment consists of twelve technical, economical and environmental criteria, which are calculated for each alternative according to the water depth, the rated power of the wind turbine and the distance from the port (inputs to the tool). The second tool evaluates at the preliminary stage the investment of offshore wind farms based on their lifecycle cost analysis. After estimating the lifecycle cost of the offshore wind farm, cash flows are calculated and the investment is evaluated based on six investment metrics such as the Levelised Cost of Energy and the Net Present Value of the Investment. The two tools are applied for the case of the installation of two offshore wind farms in Greece. The first offshore wind farm is located at a marine area in South Limnos and the wind turbines have fixed bottom support structures, while the second one is located at a marine area close to Rhodes island and it consists of floating offshore wind turbines. The two investments are calculated and evaluated separately, the corresponding results are compared and the most profitable investment is chosen. This investment is, finally, further investigated by modifying the offshore wind turbines' capacity.