Βελτιστοποίηση σχεδιασμού υβριδικών συστημάτων ανανεώσιμης ενέργειας υπό αβεβαιότητα - Η περίπτωση της Σίφνου

Η Ευρωπαϊκή Πράσινη Συμφωνία έθεσε ως στόχο την αύξηση διείσδυσης των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο ενεργειακό μίγμα των Ευρωπαϊκών χωρών, σε μία προσπάθεια μείωσης του αποτυπώματος άνθρακα. Αναφορικά με αυτό, τα υβριδικά συστήματα, συνδυάζοντας ανανεώσιμες πηγές και μέσα αποθήκευσης ενέργειας έχουν γίνει ευρέως διαδεδομένα. Η ευελιξία τους επιτρέπει την αξιοποίηση των παροχών διαφόρων πηγών ενέργειας. Τα υβριδικά ενεργειακά συστήματα βρίσκουν ιδιαίτερη εφαρμοσιμότητα σε απόμερες περιοχές που δεν είναι συνδεδεμένες με το κεντρικό δίκτυο ηλεκτρισμού της χώρας, όπου η ανάγκη ενεργειακής αυτονομίας εντείνεται. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, πραγματοποιούμε τη βελτιστοποίηση ενός προτεινόμενου σχεδίου στο νησί της Σίφνου που περιλαμβάνει ανεμογεννήτριες, φωτοβολταϊκά και ένα σύστημα αντλησοταμίευσης που χρησιμοποιεί θαλασσινό νερό, γεγονός το οποίο εντάσσει επιπλέον τεχνικές προκλήσεις. Ο ορθολογικός σχεδιασμός για τα επιμέρους κύρια εξαρτήματα του συστήματος βασίζεται σε δύο πυλώνες. Ο πρώτος είναι μια οικονομική βελτιστοποίηση πολλαπλών κριτηρίων που λαμβάνει υπόψιν το κόστος επένδυσης, τα έσοδα από την πώληση ενέργειας και την αξιοπιστία του συστήματος. Ο δεύτερος πυλώνας αποτελεί μια καινοτόμο αναπαράσταση της αβεβαιότητας μέσω δύο εξωτερικών πηγών, την ταχύτητα ανέμου (φυσική διεργασία), την ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (ανθρωπογενής διεργασία) και την μετατροπή ανέμου σε ενέργεια (εσωτερική διεργασία). Η τελευταία πηγή αβεβαιότητας προκύπτει από την απόκλιση που παρατηρείται στην παραγωγή ενέργειας από μια ανεμογεννήτρια στο πεδίο σε σχέση με την θεωρητική καμπύλη των κατασκευαστών. Τα αποτελέσματα αυτής της στοχαστικής μεθόδου βελτιστοποίησης συγκρίνονται με την ντετερμινιστική μέθοδο σχεδιασμού. Σε αυτό το πλαίσιο, διερμηνεύουμε την επιρροή της αβεβαιότητας κατά τον σχεδιασμό υβριδικών ενεργειακών συστημάτων.