Διερεύνηση ρυθμιστικής λειτουργίας Μικρού Υδροηλεκτρικού Έργου με δεξαμενή αποθήκευσης

Στην παρούσα Μεταπτυχιακή Εργασία με τίτλο «Διερεύνηση ρυθμιστικής λειτουργίας Μικρού Υδροηλεκτρικού Έργου με δεξαμενή αποθήκευσης» μελετήθηκε η βελτίωση της απόδοση υφιστάμενης εγκατάστασης Μικρού Υδροηλεκτρικού Έργου (ΜΥΗΕ) υπό την προσθήκη δεξαμενής αποθήκευσης. Το παραπάνω ερευνητικό αντικείμενο, εμφανίζει αρκετό ενδιαφέρον, καθώς τα ΜΥΗΕ είναι έργα που λειτουργούν εκμεταλλευόμενα τη διερχόμενη παροχή του ποταμού, με αποτέλεσμα η παραγωγή ενέργειας να είναι μη ελεγχόμενη. Η μόνη δεξαμενή στην οποία το νερό συγκεντρώνεται παροδικά πριν να διέλθει από τους στροβίλους είναι η δεξαμενή φόρτισης, με σκοπό τη λειτουργία του αγωγού προσαγωγής υπό πίεση. Πρόκειται δηλαδή για μια “δεξαμενή αποθήκευσης” του αναγκαίου όγκου νερού για την αντιμετώπιση των μεταβατικών φαινομένων, χωρίς να συνεπάγεται ότι συμβάλλει στην ελεγχόμενη ταμίευση και διέλευση της παροχής από του στροβίλους. Ως αποτέλεσμα της παραπάνω λειτουργίας τους, οι παροχές οι οποίες είναι μικρότερες από το 𝑞𝑚𝑖𝑛, χάνονται αναξιοποίητες, καθώς για αυτές τις τιμές οι στρόβιλοι δεν μπορούν να παράγουν ενέργεια. Το ίδιο συμβαίνει και για τις παροχές που είναι μεγαλύτερες του 𝑞𝑚𝑎𝑥, όπου η διαφορά (𝑞𝑡 − 𝑞𝑚𝑎𝑥) δεν μπορεί να αξιοποιηθεί και να προσφέρει παραπάνω ισχύ. Στην περίπτωση που σε ένα μΥΗΕ προστεθεί μια δεξαμενή αποθήκευσης ημερήσιας ρύθμισης, θα μπορούν να αποθηκεύονται οι παραπάνω ποσότητες που υπό άλλες συνθήκες θα χανόντουσαν. Με αυτόν τον τρόπο θα μπορεί να ελέγχεται η παροχή που περνάει στους στροβίλους με σκοπό την εξασφάλιση της ονομαστικής παροχής κατά το μεγαλύτερο δυνατό χρονικό διάστημα. Έχοντας ως γνώμονα το παραπάνω ερευνητικό αντικείμενο, αξιοποιώντας τα ιστορικά δεδομένα ημερήσιων παροχών του υφιστάμενου run-off-river μΥΗΕ Αργύρι, επί του ποταμού Πλατανιά (παραπόταμου του Αχελώου), διαμορφώθηκαν συνολικά 11 σενάρια διαφορετικών όγκων δεξαμενών αποθήκευσης, καθένα από τα οποία εκφράστηκε ως ποσοστό του μέσου ημερήσιου όγκου που διέρχεται από τις εγκαταστάσεις του μΥΗΕ. Σε κάθε σενάριο, έγινε εφαρμογή του ρυθμιστικού κανόνα λειτουργίας του μΥΗΕ με αποθήκευση, ο οποίος διαμορφώθηκε σε περιβάλλον γλώσσας MATLAB, με σκοπό τον υπολογισμό της νέας αυξημένης παραγωγής ενέργειας. Συγκεκριμένα, ο αλγόριθμος εστίαζε στα εύρη διερχόμενων παροχών που υπό την υφιστάμενη λειτουργία του μΥΗΕ χάνονται αναξιοποίητα. Δηλαδή για παροχές εκτός του εύρους λειτουργίας του στροβίλου. Ο ρυθμιστικός κανόνας λειτουργίας εκτός από τη βέλτιστη αξιοποίηση της δεξαμενής αποθήκευσης, έλαβε υπόψη του και τους ελάχιστους χρόνους λειτουργίας και μη λειτουργίας του ηλεκτρομηχανολογικού εξοπλισμού, προσομοιώντας όσο το δυνατό ρεαλιστικότερα την αναβαθμισμένη λειτουργία του. Έπειτα, σύμφωνα με τα αποτελέσματα που προέκυψαν για κάθε σενάριο, ακολούθησε ο προσδιορισμός των τεχνοοικονομικών τους απαιτήσεων. Πιο συγκεκριμένα, κάθε σενάριο εξετάστηκε ως μια πιθανή επένδυση, λαμβάνοντας υπόψη το κόστος κατασκευής τους και το πλεόνασμα σε όφελος από την παραγωγή ενέργειας με ταυτόχρονη αποθήκευση. Σκοπός ήταν να βρεθεί η οικονομικά και ενεργειακά βέλτιστη λύση, ανάμεσα στα εξεταζόμενα σενάρια, δηλαδή η λύση που με το χαμηλότερο δυνατό κόστος δίνει τη μεγαλύτερη παραγωγή ενέργειας, άρα και κέρδος. Βασικοί δείκτες που αξιοποιήθηκαν για το χαρακτηρισμό της πιο βιώσιμης επένδυσης, ήταν η Καθαρή Παρούσα Αξία (ΚΠΑ) και ο Εσωτερικός Βαθμός Απόδοσης (ΕΒΑ).