Πολυκριτηριακή Ανάλυση Συνδυασμένη Με Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών Για Χωροθέτηση Και Εκτίμηση Κόστους Υβριδικών Συστημάτων Εκμετάλλευσης Υπεράκτιας Αιολικής Και Κυματικής Ενέργειας Στην Ελλάδα
Creators: name: Βασιλείου, Μαργαρίτα Μεταξά
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: Υβριδικά συστήματα εκμετάλλευσης υπεράκτιας αιολικής και κυματικής ενέργειας
Γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών
Χωροθέτηση
Hybrid Offshore Wind and Wave Energy Systems
Geographic information systems
Site selection

description: Η υπεράκτια αιολική και η κυματική ενέργεια αποτελούν πρακτικά ανεξάντλητες, καθαρές πηγές ενέργειας. Η ταυτόχρονη εκμετάλλευση των αντίστοιχων ενεργειακών δυναμικών στο θαλάσσιο περιβάλλον, μέσω εγκατάστασης και λειτουργίας Υβριδικών Συστημάτων Εκμετάλλευσης Υπεράκτιας Αιολικής και Κυματικής Ενέργειας (ΥΣΕΥΑΚ), μπορεί να προσφέρει πολλαπλά πλεονεκτήματα (π.χ. αύξηση ενεργειακής απόδοσης ανά km2 θαλάσσιου χώρου, μείωση κόστους μέσω σχεδιασμού/λειτουργίας «συνεργατικών» συστημάτων, μείωση απαιτήσεων διασύνδεσης με το υφιστάμενο δίκτυο συστημάτων εκμετάλλευσης Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ), τα οποία επιτρέπουν την αποτελεσματική παραγωγή ενέργειας σε διαφορετικές χρονικές κλίμακες). Κατ’ επέκταση ένα ΥΣΕΥΑΚ μπορεί να συμβάλλει στη βιώσιμη ανάπτυξη μίας χώρας, στην εξοικονόμηση ενεργειακών πόρων, στην προστασία του περιβάλλοντος και στην αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής. Απαραίτητη προϋπόθεση επίτευξης όλων των παραπάνω είναι ορθή χωροθέτηση ΥΣΕΥΑΚ στο θαλάσσιο περιβάλλον. Η χωροθέτηση αυτή ισοδυναμεί με μία σύνθετη, πολυδιάστατη διεργασία λήψης απόφασης, που χαρακτηρίζεται από την ύπαρξη πολλαπλών αντικρουόμενων κριτηρίων, ενώ ταυτόχρονα απαιτεί την κατάλληλη συλλογή, ανάλυση και ακριβή απεικόνιση στο χώρο δεδομένων, που σχετίζονται με τα απαιτούμενα για τη χωροθέτηση κριτήρια. Η συνδυασμένη χρήση Πολυκριτηριακών Μεθόδων Λήψης Αποφάσεων (ΠΜΛΑ) με Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών (ΓΣΠ) επιτρέπει τη χωροθέτηση ΥΣΕΥΑΚ με ένα γεωγραφικό ακριβή, συστηματικό, αποτελεσματικό και ολοκληρωμένο τρόπο. Η παρούσα διπλωματική εργασία στοχεύει στη χωροθέτηση ΥΣΕΥΑΚ στην Ελλάδα μέσω συνδυασμένης χρήσης/εφαρμογής μίας ΠΜΛΑ και ΓΣΠ. Η μεθοδολογία που προτείνεται και εφαρμόζεται για την επιλογή τοποθεσίας ενός ΥΣΕΥΑΚ διαμορφώνεται σε δύο φάσεις. Η 1η φάση αφορά στην δημιουργία θεματικής χαρτογραφίας με την εφαρμογή λογισμικού ΓΣΠ, λαμβάνοντας υπόψη τα διάφορα κριτήρια χωροθέτησης (διαθέσιμοι ενεργειακοί πόροι συσχετιζόμενοι με υπεράκτια αιολική και κυματική ενέργεια, μορφολογία-γεωγραφία, τοπικές υποδομές, περιβαλλοντικά κριτήρια, χρήσεις/δραστηριότητες). Στη φάση αυτή με βάση συγκεκριμένα, κατάλληλα επιλεγμένα κριτήρια αποκλεισμού, αποκλείονται περιοχές χωροθέτησης ΥΣΕΥΑΚ στον εξεταζόμενο θαλάσσιο χώρο και τελικά καθορίζονται επιλέξιμες περιοχές χωροθέτησης ΥΣΕΥΑΚ, υποψήφιες προς αξιολόγηση (εναλλακτικές). Στην 2η φάση, εφαρμόζοντας την μέθοδο της ιεραρχικής ανάλυσης αποφάσεων, η οποία απαρτίζεται από τον στόχο, τα κριτήρια αξιολόγησης και τις εναλλακτικές, αξιολογούνται και ιεραρχούνται οι επιλέξιμες περιοχές χωροθέτησης, όπως έχουν προκύψει από την 1η φάση, και τελικά προσδιορίζεται και προτείνεται η «βέλτιστη» θέση χωροθέτησης ΥΣΕΥΑΚ στον ελληνικό θαλάσσιο χώρο. Τέλος, στην εν λόγω θέση χωροθέτησης υπολογίζεται το σταθμισμένο κόστος ενέργειας (Levelized Cost of Energy) δύο διαφορετικών, κατάλληλα επιλεγμένων πλωτών ΥΣΕΥΑΚ (Υβριδικό Σύστημα Semi-submersible Flap Combination και Υβριδικό Σύστημα Spar - Torus Combination).
description: Offshore wind and wave energy correspond to inexhaustible clean energy sources. The simultaneous exploitation of the corresponding energy potentials, through the installation and operation of Hybrid Offshore Wind and Wave Energy Systems (HOWiWaES), may lead to multiple advantages (e.g. increase of renewable energy yield per km2 in the ocean space, cost reduction through the design and operation of synergetic systems, reduction of grid integration requirements for renewable systems that are effective during different time periods). Consequently, a HOWiWaES may contribute to the sustainable development of countries, the saving of energy resources, the protection of the environment and to the mitigation of climate change effects. A prerequisite for the efficient implementation of all the above is the appropriate site selection of HOWiWaES in the ocean environment. This site selection corresponds to a complex, multi-dimensional decision-making process, which is characterized by the existence of multiple conflicting criteria; at the same time, it requires the collection, the analysis and the accurate space representation of data related to the criteria required for the site selection process. The combined use of Multi-criteria Decision Making (MCDM) methods with Geographic Information Systems (GIS) enables the site selection of HOWiWaES through a geographic accurate, systematic, efficient and integrated manner. The objective of the present thesis is the site selection of HOWiWaES in Greece, through the combined use of a MCDM method and GIS. The corresponding methodology that is proposed and applied includes two distinctive, successive phases. The 1st phase includes the formation of thematic maps, through the application of a GIS software, taking into account the various examined site selection criteria (available offshore wind and wave potential, morphology-geography, local infrastructure, environmental criteria, activities). In this phase, specific areas in the examined marine environment are excluded, based on specific exclusion criteria, while areas eligible for the sitting of HOWiWaES are determined. The latter areas represent the candidate areas for evaluation (alternatives). In the 2nd phase, the analytic hierarchy process, consisting of the objective, the selection criteria and the various alternatives, is applied. The eligible areas, as obtained from the 1st phase of the site selection process, are evaluated and are ranked. Based on this ranking, the “optimum” area for the sitting of HOWiWaES in the Greek marine environment is defined and proposed. Finally, for this area the levelized cost of energy is estimated, considering two different, appropriately selected floating HOWiWaES (Semi-submersible Flap Combination hybrid system and Spar - Torus Combination hybrid system).