Βελτιστοποίηση εγκατάστασης φωτοβολταϊκών σταθμών σε απομονωμένο οικισμό με τη μέθοδο γενετικών αλγορίθμων:
Creators: name: Αραπάκη, Σωτηρία Σταύρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2009
Subjects: Γενετικοί αλγόριθμοι
Φωτοβολταϊκά
Ηλιακή ενέργεια
Απομονωμένος οικισμός
Genetic algorithms
Photovoltaics
Solar energy
Remote settlement

description: Σκοπός αυτής της μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας είναι να συμβάλει στην καλύτερη αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας με χρήση φωτοβολταϊκών στοιχείων. Τις τελευταίες δεκαετίες έγινε στροφή προς τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάστηκε μετά την πρώτη πετρελαϊκή κρίση το 1973. Από τότε η τεχνολογία για την αξιοποίησή τους συνεχώς βελτιώνεται και όλο και μεγαλύτερο ποσοστό της απαιτούμενης ενέργειας παγκοσμίως καλύπτεται από ΑΠΕ.Η ηλιακή ενέργεια είναι από τις πιο σημαντικές ήπιες μορφές ενέργειας. Είναι σταθερή στο χρόνο και πιο ομοιόμορφα κατανεμημένη στη γη -σε σχέση με τις υπόλοιπες μορφές ενέργειας. Η σημερινή τεχνολογία επιτρέπει την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από την ηλιακή ακτινοβολία αξιοποιώντας το φωτοβολταϊκό φαινόμενο. Τα φωτοβολταϊκά στοιχεία μετατρέπουν την ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική.Μπορούν να λειτουργήσουν σαν αυτόνομες εγκαταστάσεις ή σε σταθμούς και να διοχετεύουν την ηλεκτρική ενέργεια με δίκτυο. Υπάρχει επίσης η δυνατότητα συνεργασίας με το ήδη υπάρχον δίκτυο ηλεκτροδότησης. Πιο συγκεκριμένα, στο πλαίσιο της διπλωματικής εργασίας επιχειρείται η σύνθεση ενός αλγόριθμου που να μπορεί να υπολογίσει το βέλτιστο τρόπο ηλεκτροδότησης ενός απομονωμένου οικισμού με τη χρήση φωτοβολταϊκών στοιχείων.Για την εύρεση της βέλτιστης λύσης χρησιμοποιείται η μέθοδος των γενετικών αλγορίθμων σε γλώσσα προγραμματισμού Qbasic. Στη συγκεκριμένη εφαρμογή ζητάμε την ηλεκτροδότηση 100 σπιτιών, ενώ υπάρχουν 7 πιθανοί σταθμοί εγκατάστασης φωτοβολταϊκών σταθμών και η δυνατότητα αυτονομίας του κάθε σπιτιού. Κάθε λύση που προκύπτει από το πρόγραμμα περιλαμβάνει ένα αριθμό για κάθε σπίτι, που ορίζει αν αυτό είναι ανεξάρτητο ή όχι, και αν όχι, σε ποιό σταθμό συνδέεται. Ο κώδικας περιλαμβάνει και υπορουτίνα για τον σχεδιασμό των δικτύων ηλεκτροδότησης του οικισμού. Η βέλτιστη λύση ορίζει την ομαδοποίηση όλων των σπιτιών σε 5 σταθμούς και τη δημιουργία 5 δικτύων. Η λύση αυτή είναι καλή, αλλά δεν είναι η βέλτιστη. Η αδυναμία του προγράμματος να φθάσει στη βέλτιστη λύση οφείλεται στην αντικειμενική δυσκολία και πολυπλοκότητα του προβλήματος.Για βελτίωση του προγράμματος προτείνεται η προσθήκη περιορισμών που θα οδηγήσουν σε βελτίωση των αποτελεσμάτων.
description: The aim of this graduate diploma thesis is to contribute to the better development of solar energy by means of photovoltaic elements.During the last decades, there is an international shift towards the renewable and sustainable energy sources. The interest had rapidly increased right after the first oil crisis in 1973. Since then, the renewable energies’ technology has been continuously improving; an increasing percentage of the world demand is covered by RES (renewable energy sources).Solar energy is one of the most important sustainable energy sources as it is rather stable on annual basis and comparatively uniformly distributed over the earth. Current technology allows the production of electric energy from solar radiation by means of the photovoltaic phenomenon. The photovoltaic elements transform the solar energy to electric. They may be used as individual or autonomous facilities or in electric stations and supply electricity to the grid.The diploma thesis aims, in particular, to elaborate an algorithm for the optimal configuration of the electricity supply network of a remote settlement, which is supplied by photovoltaic elements. The method of the genetic algorithms has been used as the optimization tool. The respective code has been written using the programming language Qbasic. In the current application the objective was to supply one hundred houses, from seven possible photovoltaic stations. The possibility of autonomous operation of every house has been taken into account too.Each solution which results from the program includes one number for every house, which defines if this is independent or not; if not it defines the station, to which it is connected. The code includes a subroutine, to calculate the electricity grid for each photovoltaic station. The best solution that has been achieved distributes all the houses to five stations. The results are rather good, but they cannot be considered as optimal ones; the weakness of the program to determine an optimal solution is due to inherent complexity of the problem. For the improvement of the program the addition of restrictions is suggested, which will lead to better results.