title: Χαρτογράφηση των θαλάσσιων κυμάτων στην Ελλάδα και ανάλυση του κυματικού δυναμικού με χρήση Γ.Σ.Π.
Creators: name: Χριστοφορακη Μαρια
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2016

description: Τα τελευταία χρόνια, λόγω των σημαντικών περιβαλλοντικών μεταβολών και την ολοένα αυξανόμενη ζήτηση ενέργειας καθώς και την κατασπατάληση των φυσικών πόρων έχει δημιουργηθεί έντονη συζήτηση γύρω από την χρήση οικολογικών πηγών ενέργειας και αξιοποίηση των ΑΠΕ.
Γενικότερα η παραγωγή ενέργειας από υδάτινους πόρους και κυρίως από την δυναμική των κυμάτων είναι ιδιαίτερα αξιοποιήσιμη σε περιοχές που δεν είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο. Ωστόσο, η αειφορική φύση των εγκαταστάσεων παραγωγής ενέργειας από το κυματικό δυναμικό οφείλει όχι μόνο να σέβεται τα ιδιαίτερα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά κάθε περιοχής αλλά και τα νομοθετικά όρια που θέτει κάθε εμπλεκόμενη αρχή, είτε αυτά είναι θεσμοθετημένα είτε όχι, καθώς και την κοινή γνώμη εφόσον συχνά, η ανεξέλεγκτη χρήση ΑΠΕ έχει δημιουργήσει πλήθος κοινωνικών αντιδράσεων.
Για την βιωσιμότητα μίας θαλάσσιας εγκατάστασης η οποία μπορεί να καταλαμβάνει αρκετά μεγάλη έκταση, οφείλουν να έχουν μελετηθεί τα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά και η δυναμικότητα της περιοχής εγκατάστασης.
Στην Ελλάδα μεγάλο μέρος της ηπειρωτικής έκτασης έχει καλυφθεί από ΑΠΕ ενώ οι υδάτινοι πόροι δεν προτιμώνται για ενεργειακή εκμετάλλευση, εκτός από τα υδροηλεκτρικά φράγματα τα οποία είναι η μόνη τέτοια εγκατάσταση παραγωγής ενέργειας και για αρκετά χρόνια έχει καλύψει μεγάλο μέρος των ενεργειακών αναγκών της χώρας. Ωστόσο, στην Ελλάδα, η οποία έχει ακτογραμμή μήκους 16.000km (≈ 20% της συνολικής ακτογραμμής της Ευρώπης) και αιολικό δυναμικό, κυρίως στην περιοχή του Αιγαίου, το οποίο προκαλεί έντονους κυματισμούς, το εκτιμώμενο κυματικό δυναμικό φτάνει έως τα 10-11kW/m μετώπου κύματος. Νέες τεχνολογίες εκμετάλλευσης κυματικού δυναμικού κάνουν ολοένα πιο αισθητή την παρουσία τους, σε δοκιμαστικό ακόμα επίπεδο, αλλάζοντας με αργούς ρυθμούς το ισοζύγιο παραγωγής από ΑΠΕ.
Η χαρτογράφηση της κυματικής ισχύος στην Ελλάδα είναι σε πρώιμο στάδιο. Έχουν γίνει προσπάθειες κυρίως σε ερευνητικό επίπεδο αλλά και από το Ελληνικό Κέντρο Θαλάσσιων Ερευνών για την εκτίμηση του κυματικού δυναμικού της χώρας.
Το αντικείμενο μελέτης της εργασίας είναι η χωροχρονική ανάλυση των δεδομένων κυματισμού, από 10 σταθμούς παρατήρησης στον θαλάσσιο ελλαδικό χώρο, με τη χρήση γεωστατιστικών μεθόδων και στοχαστικών δυναμικών μοντέλων χωρικής κατάστασης για τον προσδιορισμό του κυματικού δυναμικού στην Ελλάδα, προκειμένου να εξεταστούν οι δυνατότητες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από τα κύματα. Κύριες περιοχές ενδιαφέροντος είναι τα νησιά του Αιγαίου και του Ιονίου πελάγους τα οποία δεν διαθέτουν ενεργειακή αυτονομία.
Η μεθοδολογία της παρούσας εργασίας στηρίζεται στην χρήση των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφοριών με εφαρμογή του λογισμικού ΑrcGIS 10.2, το οποίο έχει τη δυνατότητα εισαγωγής δεδομένων και αλλαγής αυτών σε περίπτωση εισαγωγής νέων παραμέτρων.
Στο πρώτο κεφάλαιο, περιγράφεται το ζήτημα της εκμετάλλευσης του κυματικού δυναμικού ώστε να κατανοηθεί η αναγκαιότητα δημιουργίας σύγχρονου Άτλαντα για την αποτύπωση του. Επίσης, αναφέρονται κάποιες βασικές έννοιες και οι πιο συχνές εγκατεστημένες τεχνολογίες που αφορούν το ζήτημα της κυματικής ενέργειας. Στη συνέχεια του πρώτου κεφαλαίου, γίνεται μία βιβλιογραφική ανασκόπηση παρόμοιων περιπτώσεων χαρτογράφησης του κυματικού δυναμικού, πιο συγκεκριμένα αναλύεται η μεθοδολογία του Ελληνικού Κέντρου Θαλάσσιων Ερευνών για την δημιουργία του Άτλαντα Ανέμου και Κύματος καθώς αναφέρονται και ορισμένα στοιχεία για τη βάση δεδομένων του «ΠΟΣΕΙΔΩΝ», από την οποία εξήχθησαν τα στοιχεία των μετρητών που χρησιμοποιήθηκαν.
Στο δεύτερο κεφάλαιο, γίνεται αναφορά στην γεωστατιστική ανάλυση και τις εξισώσεις που βοηθούν στην χωρική εκτίμηση μέσω των μεθόδων Kriging και CoKriging.
Στο τρίτο κεφάλαιο, αναλύεται η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε για την ανάλυση και επεξεργασία των δεδομένων και για τη δημιουργία βάσης δεδομένων που αφορούν το σημαντικό ύψος κύματος και την περίοδο του κύματος καθώς και τη σημειακή ισχύ. Τέλος, αναλύονται οι εξισώσεις από τις οποίες προέκυψε η ισχύς για κάθε εποχή και μετρητή και τα σφάλματα κάθε χάρτη.
Στο τέταρτο κεφάλαιο, εμφανίζονται τα αποτελέσματα της εργασίας, οι χάρτες σημαντικού ύψους κύματος με την μέθοδο του Kriging και του CoKriging, οι χάρτες που απεικονίζουν την ισχύ και τα σφάλματα της κάθε διαδικασίας.
Στο τέταρτο κεφάλαιο, αναλύονται τα αποτελέσματα της εργασίας και παρουσιάζονται τα συμπεράσματα που βγήκαν καθ’ όλη την διαδικασία, από τη συλλογή και επεξεργασία των δεδομένων ως την υλοποίηση των χαρτών καθώς αξιολογούνται τα αποτελέσματα. Τέλος, σχολιάζονται τα σφάλματα των 3 σεναρίων που εφαρμόστηκαν για την παραγωγή των χαρτών και τη βέλτιστη αναπαράσταση του σημαντικού ύψους κύματος και της ισχύος.