Βελτιστοποίηση της παραγωγής e – μεθανίου, η περίπτωση παραγωγής του από φωτοβολταϊκό σταθμό
Creators: name: Ευστρατίου Σοφία Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: παραγωγή e-μεθανίου
φωτοβολταϊκός σταθμός
σταθμισμένο κόστος
e-methane production
photovoltaic power plant
levelized cost

description: Στην παρούσα διπλωματική εργασία, επιδιώκεται η βελτιστοποίηση της παραγωγής e – μεθανίου, μέσω της εκμετάλλευσης φωτοβολταϊκού σταθμού. Πιο συγκεκριμένα, επιχειρείται η εκτίμηση της παραγόμενης ποσότητας και του σταθμισμένου κόστους του e – μεθανίου, μέσω της εκμετάλλευσης φωτοβολταϊκών πάρκων, της μετατροπής της ηλιακής ενέργειας σε υδρογόνο και κατ’ επέκταση την ένωσή του με διοξείδιο του άνθρακα, δεσμευμένο από μονάδα βιοαερίου. Απώτερο σκοπό, αποτελεί η χρήση των υφιστάμενων μονάδων βιοαερίου, αλλά και η αξιοποίηση των αέριων και υγρών ρύπων τους, για την παραγωγή συνθετικών καυσίμων. Εφαρμόστηκε η μεθοδολογία υπολογισμού του σταθμισμένου κόστους παραγωγής e – μεθανίου, μέσω της εκμετάλλευσης φωτοβολταϊκών πάρκων. Σε πρώτη φάση επιχειρήθηκε η εκτίμηση της ποσότητας της παραγόμενης, από φωτοβολταϊκούς σταθμούς, ενέργειας. Έπειτα, υπολογίστηκε το σταθμισμένο κόστος παραγωγής υδρογόνου και το κόστος δέσμευσης διοξειδίου του άνθρακα, ενώ ταυτόχρονα αναλύθηκε κάθε διεργασία που έλαβε μέρος για την υλοποίηση του έργου. Τελικώς, υπολογίστηκε το σταθμισμένο κόστος του e – μεθανίου, το σταθμισμένο κόστος του e – μεθανίου κατά την περίπτωση πώλησης της περίσσειας ενέργειας στο δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας και το σταθμισμένο κόστος του e – μεθανίου κατά την υιοθέτηση ενός τυπικού ποσοστού κεφαλαιακής επιδότησης, που ανέρχεται στο 50%. Συνοψίζοντας, η εργασία αυτή επιχειρεί να φωτίσει τον δρόμο για νέες προοπτικές παραγωγής μεθανίου, προσφέροντας μια ολοκληρωμένη εικόνα με καινοτόμες λύσεις. Παράλληλα, ελαττώνει τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις των μονάδων βιοαερίου, αξιοποιώντας αποτελεσματικά τμήμα του χωνεμένου υπολείμματος και τμήμα του εκπεμπόμενου διοξειδίου του άνθρακα. Ακόμα, δίνει τη δυνατότητα ανάπτυξης φωτοβολταϊκών σταθμών, που δεν είναι συνδεδεμένοι στο δίκτυο διανομής ηλεκτρικής ενέργειας. Τέλος, επιχειρεί να αντικαταστήσει ένα μεγάλο κομμάτι των ορυκτών υδρογονανθράκων με μια νέα γενιά ενεργειακών προϊόντων, που έχουν την ενεργειακή τους προέλευση κατά κανόνα από την πράσινη ενέργεια και μπορούν να διοχετευτούν σε υφιστάμενες καλορυθμισμένες εφοδιαστικές αλυσίδες
description: In the following thesis, it is aimed to optimize the production of e – methane through the utilization of a photovoltaic power plant. More specifically, an attempt is made to estimate the quantity and the levelised cost of e – Methane, obtained through the exploitation of photovoltaic parks, the conversion of solar energy into hydrogen and, consequently, its combination with carbon dioxide, captured by a biogas plant. The ultimate goal is to use existing biogas plants and their gaseous and liquid pollutants for the production of synthetic fuels. The methodology for calculating the levelised cost of e – Methane production through the exploitation of photovoltaic parks was applied. In the initial phase, an attempt was made to estimate the amount of energy produced by photovoltaic parks. Subsequently, the levelized costs of hydrogen production and carbon dioxide capture were calculated, while each process involved in the implementation of the project was analyzed. Finally, the levelized cost of e – Methane, its cost when excess energy is sold to the electricity distribution network, and its cost under a typical capital subsidy rate of 50% were precisely determined. In summary, this paper aims to illuminate new prospects for methane production, providing a comprehensive perspective with innovative solutions. Simultaneously, it reduces the environmental impact of biogas plants by efficiently utilizing part of the digested residue and part of the discharged carbon dioxide. Moreover, it facilitates the development of photovoltaic plants not connected to the electricity distribution network. Ultimately, the paper strives to replace a significant portion of fossil hydrocarbons with a new generation of energy products, primarily derived from green energy and can be channeled into existing well – regulated supply chains