Χωροθέτηση Υπεράκτιων Αιολικών Πάρκων Μέσω Ενσωμάτωσης Μεθόδων Πληθοπορισμού σε Γεωγραφικά Πληροφοριακά Συστήματα
Creators: name: Λιόλιου, Αρετή Γρηγορίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: Υπεράκτια Αιολικά Πάρκα
Γεωγραφικά Πληροφοριακά Συστήματα
Ιεραρχική Ανάλυση Αποφάσεων
Offshore Wind Farms
Geographic Information Systems
Analytic Hierarchy Process

description: Η υπεράκτια αιολική ενέργεια είναι πρακτικά μία ανεξάντλητη και καθαρή πηγή ενέργειας, φιλική προς το περιβάλλον. Αποτελεί πια μία τεχνολογικά ώριμη και οικονομικά ανταγωνιστική ενεργειακή επιλογή, η οποία έχει καταφέρει να συγκεντρώσει σήμερα το έντονο ενδιαφέρον τόσο της επιστημονικής κοινότητας, όσο και των επενδυτών. Τα Υπεράκτια Αιολικά Πάρκα (ΥΑΠ) αποτελούν τη ‘νέα γενιά’ στα αιολικά πάρκα, παρουσιάζοντας σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι των χερσαίων. Η περιορισμένη χερσαία έκταση και η χαμηλότερη ένταση του ανέμου στην επιφάνεια της ξηράς λόγω επίδρασης του ανάγλυφου, έρχονται να αντιμετωπιστούν από αυτή τη νέα τάση προσφέροντας αποτελεσματικότερη «συγκομιδή» της διαθέσιμης ενέργειας. Η εκμετάλλευση της θαλάσσιας αιολικής ενέργειας μέσω ΥΑΠ αποτελεί, άλλωστε, σημαντικό άξονα στρατηγικής και της Ευρωπαϊκής Ένωσης, γεγονός που εκδηλώνεται από την εγκατάσταση πολλών ήδη ΥΑΠ σε χώρες κυρίως της Βόρειας Ευρώπης (Βόρεια και Βαλτική Θάλασσα), αλλά και από τη Διαμόρφωση Στρατηγικού Πλαισίου με συγκεκριμένους στόχους για τα επόμενα χρόνια. Υπό το παραπάνω, λοιπόν, πρίσμα, αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας αποτελεί η χωροθέτηση ΥΑΠ στον ελληνικό θαλάσσιο χώρο μέσω συνδυασμένης χρήσης/εφαρμογής Γεωγραφικών Πληροφοριακών Συστημάτων (ΓΠΣ) και Πολυκριτηριακών Μεθόδων Λήψης Απόφασης (ΠΜΛΑ), καθώς και ενσωμάτωσης μεθόδων Πληθοπορισμού, μέσω ‘ανοιχτής πρόσκλησης’ συμπλήρωσης Ηλεκτρονικού Ερωτηματολογίου (HE). Η μεθοδολογία που προτείνεται και εφαρμόζεται για την επιλογή τοποθεσίας ενός ΥΑΠ διαμορφώνεται σε τρεις φάσεις. Στην πρώτη φάση πραγματοποιείται η δημιουργία κατάλληλης θεματικής χαρτογραφίας, με δεδομένα που σχετίζονται με τα απαιτούμενα για τη χωροθέτηση κριτήρια αποκλεισμού (περιβαλλοντικά, οικονομικά, κοινωνικά κριτήρια κ.λ.π.). Στη φάση αυτή, και λόγω των παραπάνω κριτηρίων αλλά και κάποιων τεχνικών περιορισμών που τίθενται, αποκλείονται περιοχές χωροθέτησης ΥΑΠ στον εξεταζόμενο θαλάσσιο χώρο και τελικά καθορίζονται οι επιλέξιμες περιοχές, υποψήφιες προς αξιολόγηση (εναλλακτικές). Στην επόμενη φάση, και μέσω των απαντήσεων που δίνονται στο ΗΕ ποσοτικοποιούνται τα βάρη των κριτηρίων αξιολόγησης και πραγματοποιείται η ποσοτικοποίηση του κριτηρίου της κοινωνικής αποδοχής από το πλήθος και η δήλωση της προτίμησής του ως προς τις εναλλακτικές περιοχές τοποθέτησης ΥΑΠ. Στην τελευταία φάση, αξιολογούνται και ιεραρχούνται οι επιλέξιμες περιοχές χωροθέτησης, όπως έχουν προκύψει από την πρώτη φάση, και τελικά προσδιορίζεται η «βέλτιστη» θέση χωροθέτησης ΥΑΠ. Για τον σκοπό αυτό, εφαρμόζονται δύο πολυκριτηριακές μέθοδοι αξιολόγησης, αυτή της Ιεραρχικής Ανάλυσης Αποφάσεων (AHP), που υποστηρίζεται από ΓΠΣ και αυτή του Μοντέλο Αθροίσματος με Βάρη (Weighted Sum) που υλοποιείται μέσω ΓΠΣ. Τα αποτελέσματα της αξιολόγησης από την ΑΗΡ καταδεικνύουν ως επικρατέστερη «βέλτιστη» θέση χωροθέτησης ΥΑΠ στον ελληνικό θαλάσσιο χώρο αυτή ΝΔ της Ρόδου, ενώ από την Weighted Sum τρείς είναι οι εναλλακτικές που καταλαμβάνουν την υψηλότερη βαθμολογία σημαντικότητας, μεταξύ των οποίων και η παραπάνω. Τέλος, πραγματοποιείται ανάλυση ευαισθησίας στα αποτελέσματα που εξάγονται από την ΑΗΡ, που στοχεύει κυρίως στη διερεύνηση του βαθμού ευαισθησίας του τελικού αποτελέσματος ως προς τις μεταβολές της σημαντικότητας των κριτηρίων. Για το σκοπό αυτό, εκτός από το βασικό σενάριο δημιουργούνται και μελετώνται ακόμα πέντε περιπτώσεις διαμόρφωσης της σημαντικότητας των κριτηρίων. Σε κανένα από τα παραπάνω σενάρια δεν αλλάζει η τελική ιεράρχηση των εναλλακτικών περιοχών χωροθέτησης ΥΑΠ, όπως αυτή προέκυψε από το βασικό σενάριο.
description: Offshore wind energy corresponds to vast, clean and eco-friendly energy source. It is a technologically mature and economically competitive energy choice that has, nowadays, managed to gather the interest of both the scientific community and the investors. Offshore Wind Farms (OWFs) constitute the "new generation" in wind farms’ development, presenting significant advantages in contrast to the onshore ones. The limited land area and the lower wind intensity on the surface of the land due to the impact of the relief are going to be confronted by this new trend, which offers a more efficient "harvest" of the available energy. Moreover, the exploitation of the offshore wind energy through OWFs is directly related to the long-term strategic priorities and energy policies of the European Union. Therefore, many large-scale, commercial OWFs have been already installed, mainly in the countries of the northern Europe (North and Baltic Sea). Motivated by this, the present thesis focuses on the site selection of OWFs in Greece, through the combined use of Geographic Information Systems (GIS), Multi Criteria Decision Analysis methods (MCDA) and Crowdsourcing techniques ('open invitation' to an Online Questionnaire). In the 1st phase of the analysis, unsuitable areas for the sitting of OWFs are identified through the development of a GIS database that produces thematic maps representing exclusion criteria related to utilization restrictions, economic, social and technical constraints. At the same time marine areas not satisfying the examined exclusion criteria are determined, candidate areas (eligible areas) for further evaluation (alternatives) are identified. In the 2nd phase, and through the answers given in the online questionnaire, the weights of the evaluation criteria are determined and the spatial representation of the social acceptance criterion is carried out by the crowd. In the 3rd phase, 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 OWFs in the Greek marine environment is defined and proposed. For this purpose, two MCDA are applied, the Analytic Hierarchy Process (AHP), which is supported by GIS, and the Weighted Sum Model, whose implementation is through GIS. The results of the AHP evaluation demonstrate the existence of a predominantly "optimal" position in the Greek marine environment, which is located in the Southwest of Rhodes, while in the Weighted Sum Model three are the alternatives that show the highest significance score. Finally, a sensitivity analysis in the results of AHP is carried out, which aims mainly to the investigation of the sensitivity’s degree of the final result with regard to the changes in the criteria’s significance. For this purpose, in addition to the baseline scenario, five scenarios with different criteria weights are being formed and studied. In all of the above scenarios, the final hierarchy of the alternative areas for the sitting of OWFs remains the same, as it is obtained from the baseline scenario.