Βελτιστοποίηση διαχείρισης επάλληλων γεωθερμικών υδροφορέων με χρήση γενετικών αλγορίθμων
Creators: name: Τσολάκη, Ελένη Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2012
Subjects: Βελτιστοποίηση
Επάλληλοι υδροφορείς
Γενετικοί αλγόριθμοι
Γεωθερμική ενέργεια
Optimization
Multilayer aquifers
Genetic algorithms
Geothermal energy

description: Η ζήτηση για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας σημειώνει συνεχή άνοδο. Η εισχώρησή τους στην αγορά είναι δυνατό να ενισχυθεί μέσω της βελτιστοποίησης των οικονομικών επιδόσεών τους. Η παρούσα εργασία ασχολείται με την ελαχιστοποίηση του συνολικού κόστους για την εκμετάλλευση ενός γεωθερμικού πεδίου χαμηλής ενθαλπίας που αποτελείται από δύο επάλληλα στρώματα, τα οποία θεωρήθηκαν υδραυλικά ανεξάρτητα μεταξύ τους. Για το σκοπό αυτό, λήφθηκε υπόψη το κόστος άντλησης, η απόσβεση της κατασκευής των πηγαδιών και η απόσβεση του δικτύου που συνδέει τα πηγάδια με μία κεντρική δεξαμενή, στην οποία συλλέγεται το αντλούμενο νερό. Για την επίλυση του συγκεκριμένου προβλήματος εφαρμόστηκε η μέθοδος των γενετικών αλγορίθμων και δημιουργήθηκε κατάλληλος υπολογιστικός κώδικας, χρησιμοποιώντας τη γλώσσα προγραμματισμού Quick basic. Το πρόβλημα μελετήθηκε σε δύο φάσεις. Στην πρώτη και απλούστερη περίπτωση, ο συνολικός αριθμός των πηγαδιών άντλησης κάθε στρώματος θεωρήθηκε σταθερός. Συνεπώς, το ετήσιο κόστος απόσβεσης για την κατασκευή των πηγαδιών δεν επηρεάζει τα αποτελέσματα της διαδικασίας της βελτιστοποίησης. Στη δεύτερη φάση, υπολογίζεται από το ίδιο το πρόγραμμα ο αριθμός των πηγαδιών για κάθε στρώμα. Για τον έλεγχο της ορθότητας του προγράμματος, πριν τους κύριους υπολογισμούς, ο κώδικας εφαρμόστηκε σε ορισμένες απλούστερες περιπτώσεις και έδωσε ικανοποιητικά αποτελέσματα. Στη συνέχεια, εφαρμόστηκε στο κυρίως πρόβλημα. Τα αποτελέσματα παρατίθενται αναλυτικά για όλες τις περιπτώσεις σε πίνακες και διαγράμματα, τα οποία συγκρίνονται μεταξύ τους και σχολιάζονται. Η λεπτομερής ανάλυση του κώδικα συμπεριλήφθηκε στην εργασία πριν το σχολιασμό των αποτελεσμάτων.
description: The demand for renewable sources is on the rise. Their market penetration can be boosted through optimization of their financial performance. This thesis deals with minimization of the sum of the main cost items of a low enthalpy geothermal field consisting of two productive layers, considered hydraulically independent from each other. Pumping cost, amortization of well construction and amortization of the network connecting the well heads to a central tank are taken into account. To solve this problem, the method of genetic algorithms was applied and an appropriate computer code was created using the programming language Quick basic. The problem was studied in two phases. In the first, and simpler, case, the total number of wells pumping from each layer was considered as constant. Thus, amortization of well construction cost was not taken into account in the optimization process. In the second phase, the number of wells for each layer is not constant and should be specified by the program. In order tο control the program’s accuracy, before starting the main calculations, the code has been applied to some simpler cases, and it gave satisfactory results. Then it has been applied to the main problem. Results for all cases are presented in detail using tables and charts, they are compared to each other and they are critically discussed. The reader might also be interested in the detailed analysis of the code that has been included in the Thesis, before the discussion of the results.