Εκμετάλλευση Κυματικής Ενέργειας και Παράκτια Τεχνικά Έργα
Creators: name: Σισμάνη, Γεωργία Σάββα
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2014
Subjects: Υπερπήδηση κυματισμών
Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ)
Κυματοθραύστης
Wave overtopping
Renewable energy
Breakwater

description: Στην παρούσα διπλωματική εξετάζεται η δυνατότητα εκμετάλλευσης της κυματικής ενέργειας στο Ρέθυμνο, που βρίσκεται στη Βόρεια Κρήτη, μια περιοχή με ισχυρό κυματικό δυναμικό. Παρουσιάζονται δύο προτάσεις εφαρμογής συστημάτων ενεργειακής αξιοποίησης της κυματικής ενέργειας που συνδυάζουν την απλότητα στη λειτουργία και την οικονομία στην κατασκευή. Επιλέγονται δυο περιοχές εφαρμογής στο λιμάνι του Ρεθύμνου και ανάλογα με την μορφολογία και τα τεχνικά έργα κάθε περιοχής προτείνεται μια διάταξη παραγωγής ενέργειας. Ιδιαίτερο χαρακτηριστικό των προτεινόμενων διατάξεων είναι ότι συνδυάζουν την προστασία από τα κύματα με την αξιοποίηση της ενέργειας των κυμάτων αυτών. Επίσης περιγράφεται η δυνατότητα αξιοποίησης υφιστάμενων λιμενικών έργων για την εγκατάσταση διατάξεων εκμετάλλευσης κυματικής ενέργειας, χωρίς να μειώνεται η αποτελεσματικότητα της λειτουργίας τους και χωρίς να επιβαρύνεται το περιβάλλον. Η πρώτη εφαρμογή γίνεται στον προσήνεμο μώλο του λιμένα Ρεθύμνου για τη βελτίωση της παρεχόμενης προστασίας και την αξιοποίηση της ενέργειας από τους κυματισμούς. Μελετάται νέα σχεδίαση για την ανακατασκευή του έξαλου τμήματος της υφιστάμενης διατομής για την εγκατάσταση της διάταξης υπερπήδησης κυματισμών OBREC. Αυτή αποτελείται από μια ειδικά διαμορφωμένη δεξαμενή που συγκρατεί το νερό που υπερπηδά το μέτωπο και με κατάλληλη διάταξη τροφοδοτεί ένα στρόβιλο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Η δεύτερη εφαρμογή γίνεται σε βραχώδη ακτή που βρίσκεται γειτονικά του λιμένα Ρεθύμνου. Σε αυτή την περίπτωση, προτείνεται η εγκατάσταση της διάταξης υπερπήδησης WAVEMILL, που αποτελείται από τρία βασικά τμήματα, τη ράμπα αναρρίχησης κυματισμών, τη δεξαμενή συλλογής και τον τροχό μετατροπής της κινητικής ενέργειας σε ηλεκτρική. Η λειτουργία του συστήματος είναι απλή και βασίζεται και πάλι στην υπερπήδηση των κυμάτων, στη συγκέντρωση του όγκου του νερού στη δεξαμενή και τη σταθερή ροή του για την περιστροφή του τροχού. Στις δυο διατάξεις εκμετάλλευσης της κυματικής ενέργειας που εφαρμόζονται στις εξεταζόμενες περιοχές, εξετάζεται η βελτιστοποίηση του σχεδιασμού της ενεργειακής απόδοσής τους και προσδιορίζονται οι δαπάνες κατασκευής αυτών.
description: The present thesis examines the possibility of the exploitation of wave energy in Rethymno, situated in northern Crete, an area with strong potential wave. Two proposals are presented for applying wave energy. Both combine simplicity in operation and economy in construction. Two different areas are selected in Rethymno Port. According to the local topology of each area, a wave energy conversion system is proposed. Both proposed systems have the advantage of combining coastal wave protection and producing electricity from wave energy. Moreover, a proposal is made for the use of existing coastal constructions to establish wave energy conversion systems with no reduction in their efficiency and without additional environmental impact. The first application is at the breakwater of Rethymno Port to improve the overtopping problems and the energy exploitation of the sea waves. A new design is proposed for the breakwater according to the Overtopping Breakwater for Energy Conversion (OBREC) system. OBREC consists of a breakwater with a front reservoir designed to capture the overtopping wave in order to produce electricity. The second application is designed for a rocky coast located near Rethymno Port. The proposed system is called WAVEMILL. It is an overtopping wave energy converter that builds on three main components, the wave ramp, the reservoir and the Hydrostatic Pressure Wheel (HPW). The operation of the conversion system is simple and depends on the overtopping of waves into the reservoir, following the outflow from the side, causing the rotation of the HPW. Both wave energy conversion systems are applied in the selected areas and the optimal design for their energy efficiency is studied and the construction cost is calculated