title: Βιώσιμος σχεδιασμός ενεργειακά αυτόνομου νησιού. Εφαρμογή στην Ικαρία
title: Sustainable design of an energy autonomous Island. Application in Ikaria

Creators: name: Μπινοπουλου Αναστασια
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2023

description: Τα πράσινα νησιά αναδύονται ως εξαιρετικά παραδείγματα ενεργειακής ασφάλειας, αξιοποιώντας βιώσιμες πηγές ενέργειας για τη μείωση της εξάρτησης από τα ορυκτά καύσιμα. Αυτά τα ειδυλλιακά μέρη δίνουν προτεραιότητα στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η ηλιακή και η αιολική ενέργεια, εξασφαλίζοντας καθαρή και άφθονη προσφορά. Με καινοτόμες τεχνολογίες, χρησιμοποιούν συστήματα αποθήκευσης ενέργειας για τη διαχείριση των διακυμάνσεων και την εγγύηση αδιάλειπτης ισχύος. Υιοθετώντας φιλικές προς το περιβάλλον πρακτικές και μειώνοντας το αποτύπωμα άνθρακα, τα πράσινα νησιά ανοίγουν το δρόμο για ένα βιώσιμο μέλλον.
Συγκεκριμένα, τα ελληνικά νησιά μπορούν να αποτελέσουν ένα εξαιρετικό παράδειγμα αυτού, καθώς δεν είναι συνδεδεμένα με το εθνικό ενεργειακό δίκτυο. Έτσι, η ενεργειακή τους ασφάλεια βασίζεται στο ότι είναι ενεργειακά αυτόνομοι. Η ενεργειακή ασφάλεια των ελληνικών νησιών σήμερα εξαρτάται από τα ακριβά εισαγόμενα ορυκτά καύσιμα, τα οποία επιδεινώνουν την κλιματική αλλαγή και αυξάνουν τις εκπομπές CO2. Σε σύγκριση με τα ηπειρωτικά δίκτυα, τα νησιά έχουν μικρότερα συστήματα και πλούσιους ανανεώσιμους πόρους που μπορούν να αξιοποιηθούν.
Η Ικαρία είναι ένα ελληνικό νησί που βρίσκεται στην περιοχή του βορειοανατολικού Αιγαίου. Η έκτασή της είναι περίπου 255 km2, με ακτογραμμή 160 km και περίπου 8.312 μόνιμους κατοίκους. Ο πληθυσμός όμως αυξάνεται κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, καθώς το νησί είναι ένας από τους πιο δημοφιλείς προορισμούς διακοπών στην Ελλάδα. Η Ικαρία χωρίζεται σε τρεις κύριους δήμους, το Δήμο Αγίου Κηρύκου, που είναι η πρωτεύουσα, το Δήμο Ευδήλου, όπου βρίσκεται το λιμάνι και το Δήμο Ραχών, που βρίσκεται στο κεντροδυτικό τμήμα του νησιού.
Το νησί της Ικαρίας διαθέτει ήδη ένα μικρό υδροηλεκτρικό εργοστάσιο που τέθηκε σε λειτουργία το 2019. Το υβριδικό σύστημα, το οποίο ονομάζεται «Ναέρας», αποτελείται από 3 ανεμογεννήτριες συνολικής ισχύος 2,7 MW, καθώς και ένα μικρό υδροηλεκτρικό σύστημα 1,05 MW στην Προεσπέρα και ένα αντλητικό υδροηλεκτρικό σύστημα 3,1 MW στην Κάτω Προεσπέρα. Η συνολική ισχύς τους φτάνει τα 6,85 MW. Το 2020 η παραγωγή του ανήλθε σε 2 GWh. Εκτός από το υβριδικό σύστημα, το νησί χρησιμοποιεί κάποιες επιπλέον ανεμογεννήτριες συνολικής ισχύος 1,8 MW και λίγα φωτοβολταϊκά πάνελ με ισχύ περίπου 1 MW.
Αφού ελήφθη υπόψη ο συνδυασμός ηλιακής, αιολικής ενέργειας και μετατροπής του υδροηλεκτρικού συστήματος – που χρησιμοποιείται ήδη στο νησί – σε σύστημα αντλησιοταμίευσης, έγιναν υπολογισμοί για τον προσδιορισμό των πρόσθετων ενεργειακών συστημάτων που πρέπει να εγκατασταθούν. Εξετάστηκαν και παρουσιάζονται διάφορα σενάρια ώστε να καλυφθούν οι ενεργειακές ανάγκες του νησιού.
Από τις προσομοιώσεις, έχει προκύψει ότι η υπάρχουσα παραγόμενη ισχύς - εκτός από τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας που χρησιμοποιήθηκαν - δεν ήταν αρκετή για να γίνει το νησί ενεργειακά αυτόνομο. Το πρόβλημα προέκυψε κυρίως κατά τη θερινή περίοδο λόγω της αύξησης των επισκεπτών και της μείωσης του αιολικού δυναμικού. Από τα δεδομένα που εξήχθησαν, προσδιορίστηκε ποιες ώρες χρειάζονταν επιπλέον ζήτηση ενέργειας προκειμένου το σύστημα του νησιού να καταστεί ενεργειακά αυτόνομο, χρησιμοποιώντας κατά κύριο λόγο ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
description: Green islands are emerging as great examples of energy safety, harnessing sustainable power sources to reduce dependence on fossil fuels. These idyllic places prioritize renewable energy sources like solar and wind ensuring a clean and abundant supply. With innovative technologies, they employ energy storage systems to manage fluctuations and guarantee uninterrupted power. By embracing eco-friendly practices and reducing carbon footprints, green islands pave the way for a sustainable future.
Specifically, the Greek islands can become a great example of that as they are not connected to the national energy grid; thus, their energy safety relies on them being energy autonomous. The energy security of the Greek islands nowadays depends on the expensive imported fossil fuels, which exacerbate climate change as well as increase CO2 emissions. Compared to mainland grids, islands have smaller systems and rich renewable resources that can be harnessed.
Ikaria is a Greek island located in the northeastern Aegean Sea Island region. Its area is approximately 255 km2, with a coastline of 160 km and roughly 8.312 permanent residents. The population however increases during the summer months, as the island is one of the most visited vacation destinations in Greece. Ikaria is divided into three main municipalities, the Municipality of Agios Kirikos, which is the capital, the Municipality of Evdilos, where the port is located, and the Municipality of Raches, which is in the central west part of the island.
The island of Ikaria has an already existing small hydroelectric power plant that was put into operation in 2019. The hybrid system, which is called "Naeras" consists of 3 wind turbines with a total capacity of 2,7 MW, as well as a small hydroelectric system of 1,05 MW in Proespera and a pumped hydro system of 3,1 MW in Kato Proespera. Their total capacity extends up to 6,85 MW. In 2020 its generation amounted to 2 GWh. Except from the hybrid system, the island puts in use some extra wind turbines with a total capacity of 1,8 MW and a few photovoltaic panels with their capacity being approximately 1 MW.
After taking into account the combination of solar, wind energy and conversion of the hydroelectric system – already used on the island – into a pumped storage system, calculations were made to determine the additional energy systems to be installed. Various scenarios were examined and presented in order to meet the energy needs of the island.
From the simulations, it has occurred that the existing produced power - in addition to energy storage systems that were added - did not suffice for the island to become energy autonomous. The problem primarily occurred during the summer season due to the increase in visitors and the decrease in wind potential. From the data extracted, it was identified which hours needed extra energy demand in order to for the system of the island to become energy autonomous, by using mainly renewable sources of energy.