Πλαίσιο στοχαστικής προσομοίωσης για την αναπαράσταση υδατικών, ενεργειακών και οικονομικών ροών σε ένα μη διασυνδεδεμένο νησί

Η ολοκληρωμένη μοντελοποίηση υβριδικών συστημάτων νερού-ενέργειας, που περιλαμβάνουν πολλαπλές πηγές ενέργειας, συμβατικές και ανανεώσιμες, εγκαταστάσεις αντλησιοταμίευσης και άλλες υδραυλικές υποδομές, που στοχεύουν στην εξυπηρέτηση συνδυασμένων χρήσεων νερού και ενέργειας, είναι ένα εξαιρετικά δύσκολο πρόβλημα. Από τη μία πλευρά, τέτοια συστήματα υπόκεινται σε σημαντικές αβεβαιότητες που καλύπτουν όλες τις σχετικές εισροές, φυσικές και ανθρωπογενείς, δηλαδή τις υδρομετεωρολογικές διεργασίες και τις ζητήσεις νερού-ενέργειας, αντίστοιχα. Ακόμη, η καθημερινή τους λειτουργία υπόκειται σε πολλαπλές πολυπλοκότητες, λόγω των αντικρουόμενων χρήσεων, περιορισμών και οικονομικών συμφερόντων. Λαμβάνοντας ως παράδειγμα μια μελλοντική διαμόρφωση του ηλεκτρικού συστήματος της Ικαρίας, Ελλάδα, επιδεικνύουμε ένα πλαίσιο στοχαστικής προσομοίωσης, που περιλαμβάνει: (α) μια γεννήτρια συνθετικών χρονοσειρών που αναπαράγει τις στατιστικές και στοχαστικές ιδιότητες των βασικών διεργασιών εισόδου (δηλ. εισροές ταμιευτήρα και ταχύτητα ανέμου) σε πολλαπλές χρονικές κλίμακες, και (β) μια διαδικασία προσομοίωσης που αναπαράγει την ωριαία λειτουργία του συστήματος, για την εκτίμηση των σχετικών ροών νερού, ενέργειας και χρηματοδότησης. Στο πλαίσιο αυτό, εξετάζονται διάφορα προβλήματα, υπό εναλλακτικές πολιτικές και παραδοχές. Γενικά, αυτά μπορούν να ταξινομηθούν σε δύο κατηγορίες, δηλαδή στον βέλτιστο σχεδιασμό βασικών στοιχείων του συστήματος και στη λειτουργία σε πραγματικό χρόνο μιας υποθετικής αγοράς ενέργειας, που περιλαμβάνει τρεις παρόχους ηλεκτρικής ενέργειας και συναφείς πηγές, ήτοι υδροηλεκτρική, αιολική και θερμοηλεκτρική.