Πολιτικός Μηχανικός, MSc., Υποψήφιος Δρ.
Συντήρηση, αναβάθμιση και επέκταση του Συστήματος Υποστήριξης Αποφάσεων για την διαχείριση του υδροδοτικού συστήματος της ΕΥΔΑΠ
Περίοδος εκτέλεσης: Οκτώβριος 2008–Νοέμβριος 2011
Προϋπολογισμός: €72 000
Project director: Ν. Μαμάσης
Κύριος ερευνητής: Δ. Κουτσογιάννης
Το ερευνητικό έργο περιλαμβάνει την αναβάθμιση, συντήρηση και επέκταση του Συστήματος Υποστήριξης Αποφάσεων (ΣΥΑ) που ανέπτυξε το ΕΜΠ για την ΕΥΔΑΠ στα πλαίσια του ερευνητικού έργου Εκσυγχρονισμός της εποπτείας και διαχείρισης του συστήματος των υδατικών πόρων ύδρευσης της Αθήνας (1999-2003). Οι εργασίες αφορούν (α) στη Βάση Δεδομένων (αναβάθμιση λογισμικού, διαχείριση χρονοσειρών ποιοτικών παραμέτρων), (β) στο μετρητικό δίκτυο (επέκταση-βελτίωση- συντήρηση, εκτίμηση απωλειών υδραγωγείων), (γ) στην αναβάθμιση λογισμικού διαχείρισης δεδομένων και την προσθήκη αυτόματης επεξεργασίας τηλεμετρικών δεδομένων, (δ) στο λογισμικό Υδρονομέας (επικαιροποίηση του μοντέλου του υδροσυστήματος, επέκταση του μοντέλου προσομοίωσης και βελτιστοποίησης, αναβάθμιση λειτουργικών χαρακτηριστικών λογισμικού), (ε) σε υδρολογικές αναλύσεις (συλλογή και επεξεργασία δεδομένων, επικαιροποίηση χαρακτηριστικών υδρολογικών μεγεθών) και (στ) στα ετήσια διαχειριστικά σχέδια (υποστήριξη στην εκπόνηση).
P. Dimas, G. Pouliasis, P. Dimitriadis, P. Papanicolaou, P. Lazaridou, and S. Michas, Comparison of mudflow simulation models in an ephemeral mountainous stream in Western Greece using HEC-RAS and FLO-2D, Euro-Mediterranean Journal for Environmental Integration, doi:10.1007/s41207-023-00409-8, 2023.
S. Tsattalios, I. Tsoukalas, P. Dimas, P. Kossieris, A. Efstratiadis, and C. Makropoulos, Advancing surrogate-based optimization of time-expensive environmental problems through adaptive multi-model search, Environmental Modelling and Software, 162, 105639, doi:10.1016/j.envsoft.2023.105639, 2023.
[Ισχυροποιώντας τη βελτιστοποίηση που βασίζεται σε υποκατάστατα για χρονοβόρα περιβαλλοντικά προβλήματα μέσω προσαρμοστικής αναζήτησης πολλαπλών μοντέλων]
Πολύπλοκα προβλήματα βελτιστοποίησης περιβαλλοντικών συστημάτων συχνά απαιτούν μοντέλα προσομοίωσης υψηλών υπολογιστικών απαιτήσεων για την αξιολόγηση των υποψήφιων λύσεων. Ωστόσο, η πολυπλοκότητα των επιφανειών απόκρισης απαιτεί πολλαπλές τέτοιες αξιολογήσεις, καθιστώντας έτσι τη διαδικασία αναζήτησης ιδιαίτερα επίπονη. Η βελτιστοποίηση που βασίζεται σε υποκατάστατα είναι μια ισχυρή προσέγγιση για την επιτάχυνση της σύγκλισης προς υποσχόμενες λύσεις. Εδώ εισάγουμε τον αλγόριθμο Adaptive Multi-Surrogate Enhanced Evolutionary Annealing Simplex (AMSEEAS), ως επέκταση του SEEAS, που αποτελεί μια καλά εδραιωμένη μέθοδο ολικής βελτιστοποίησης με τη χρήση υποκατάστατων. Η μέθοδος AMSEEAS εκμεταλλεύεται τα ισχυρά σημεία των πολλαπλών υποκατάστατων μοντέλων που συνδυάζονται μέσω ενός μηχανισμού τύπου ρουλέτας, για την επιλογή ενός συγκεκριμένου μεταμοντέλου που θα ενεργοποιείται σε κάθε επανάληψη. Η μέθοδος AMSEEAS αποδεικνύει την ευρωστία και αποτελεσματικότητά της μέσω εκτενούς συγκριτικής αξιολόγησης έναντι του SEEAS και άλλων καταξιωμένων μεθόδων ολικής βελτιστοποίησης με βάση υποκατάστατα μοντέλα, τόσο σε θεωρητικά μαθηματικά προβλήματα όσο και σε μια υπολογιστικά απαιτητική εφαρμογή υδραυλικού σχεδιασμού του πραγματικού κόσμου. Το τελευταίο αναζητά την πλέον οικονομική διαστασιολόγηση των αναχωμάτων κατά μήκος ενός αντιπλημμυρικού καναλιού για την ελαχιστοποίηση της πλημμυρικής κατάκλυσης, που υπολογίζεται από το χρονοβόρο υδροδυναμικό μοντέλο HEC-RAS.
Πλήρες κείμενο: http://www.itia.ntua.gr/el/getfile/2266/1/documents/AMSEEAS_paper.pdf (14432 KB)
Άλλες εργασίες που αναφέρονται σ' αυτή την εργασία (αυτός ο κατάλογος μπορεί να μην είναι ενημερωμένος):
| 1. | #Zhang, D., J. Zhang, and Y. Wang, Game based pigeon-inspired optimization with repository assistance for stochastic optimizations with uncertain infeasible search regions, 2023 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC), 1-8, Chicago, IL, USA, doi:10.1109/CEC53210.2023.10253991, 2023. |
| 2. | Costabile, P., C. Costanzo, J. Kalogiros, and V. Bellos, Toward street‐level nowcasting of flash floods impacts based on HPC hydrodynamic modeling at the watershed scale and high‐resolution weather radar data, Water Resources Research, 59(10), e2023WR034599, doi:10.1029/2023WR034599, 2023. |
| 3. | Zeigler, B. P., Discrete event systems theory for fast stochastic simulation via tree expansion, Systems, 12(3), 80, doi:10.3390/systems12030080, 2024. |
| 4. | Priya, G. V., and S. Ganguly, Multi-swarm surrogate model assisted PSO algorithm to minimize distribution network energy losses, Applied Soft Computing, 111616, doi:10.1016/j.asoc.2024.111616, 2024. |
A. Efstratiadis, P. Dimas, G. Pouliasis, I. Tsoukalas, P. Kossieris, V. Bellos, G.-K. Sakki, C. Makropoulos, and S. Michas, Revisiting flood hazard assessment practices under a hybrid stochastic simulation framework, Water, 14 (3), 457, doi:10.3390/w14030457, 2022.
[Αναθεωρώντας τις πρακτικές εκτίμησης του πλημμυρικού κινδύνου υπό ένα πλαίσιο υβριδικής στοχαστικής προσομοίωσης]
Προτείνουμε μια νέα πιθανοτική προσέγγιση για την εκτίμηση του κινδύνου πλημμύρας, με στόχο την αντιμετώπιση των βασικών αδυναμιών των καθημερινών ντετερμινιστικών πρακτικών τεχνομηχανικής με έναν υπολογιστικά αποδοτικό τρόπο. Σε αυτό το πλαίσιο, καθορίζονται οι κύριες πηγές αβεβαιότητας στη συνολική διαδικασία μοντελοποίησης, ήτοι η στατιστική αβεβαιότητα κατά την επαγωγή των μέγιστων ετήσιων βροχοπτώσεων μέσω μοντέλων κατανομής που προσαρμόζονται σε εμπειρικά δεδομένα και η εγγενώς στοχαστική φύση των υποκείμενων υδρομετεωρολογικών και υδροδυναμικών διεργασιών. Η εργασία μας επικεντρώνεται σε τρεις βασικές πτυχές, συγκεκριμένα το χρονικό προφίλ των καταιγίδων, την εξάρτηση των μηχανισμών γέννησης πλημμυρών από τις προηγούμενες συνθήκες υγρασίας του εδάφους και την εξάρτηση της διόδευσης της απορροής στο έδαφος και το υδρογραφικό δίκτυο από την ένταση της πλημμύρας. Αυτά αντιμετωπίζονται με την υλοποίηση μιας σειριακής διαδικασίας, που βασίζεται σε λογισμικό ανοιχτού κώδικα, το οποίο είναι ελεύθερα διαθέσιμο στο κοινό. Επιπλέον, οι υδροδυναμικές διεργασίες προσομοιώνονται με μια υβριδική προσέγγιση 1D/2D μοντελοποίησης, η οποία προσφέρει έναν καλό συμβιβασμό μεταξύ του υπολογιστικού φόρτου και της ακρίβειας. Το προτεινόμενο πλαίσιο επιτρέπει την εκτίμηση της αβεβαιότητας όλων των μεγεθών που σχετίζονται με τις πλημμύρες, μέσω εμπειρικά εκτιμώμενων ποσοστημορίων για δεδομένες περιόδους επαναφοράς. Τέλος, εισάγεται ένα σύνολο από εύκολα εφαρμόσιμα μέτρα για την ποσοτικοποίηση του κινδύνου πλημμύρας.
Πλήρες κείμενο: http://www.itia.ntua.gr/el/getfile/2170/1/documents/water-14-00457.pdf (6083 KB)
Βλέπε επίσης: https://www.mdpi.com/2073-4441/14/3/457
Άλλες εργασίες που αναφέρονται σ' αυτή την εργασία (αυτός ο κατάλογος μπορεί να μην είναι ενημερωμένος):
| 1. | Tegos, A., A. Ziogas, V. Bellos, and A. Tzimas, Forensic hydrology: a complete reconstruction of an extreme flood event in data-scarce area, Hydrology, 9(5), 93, doi:10.3390/hydrology9050093, 2022. |
| 2. | Afzal, M. A., S. Ali, A. Nazeer, M. I. Khan, M. M. Waqas, R. A. Aslam, M. J. M. Cheema, M. Nadeem, N. Saddique, M. Muzammil, and A. N. Shah, Flood inundation modeling by integrating HEC–RAS and satellite imagery: A case study of the Indus river basin, Water, 14(19), 2984, doi:10.3390/w14192984, 2022. |
| 3. | Vangelis, H., I. Zotou, I. M. Kourtis, V. Bellos, and V. A. Tsihrintzis, Relationship of rainfall and flood return periods through hydrologic and hydraulic modeling, Water, 14(22), 3618, doi:10.3390/w14223618, 2022. |
| 4. | Maranzoni, A., M. D’Oria, and C. Rizzo, Quantitative flood hazard assessment methods: A review, Journal of Flood Risk Management, 16(1), e12855, doi:10.1111/jfr3.12855, 2022. |
| 5. | Szeląg, B., P. Kowal, A. Kiczko, A. Białek, D. Majerek, P. Siwicki, F. Fatone, and G. Boczkaj, Integrated model for the fast assessment of flood volume: Modelling – management, uncertainty and sensitivity analysis, Journal of Hydrology, 625(A), 129967, doi:10.1016/j.jhydrol.2023.129967, 2023. |
| 6. | Rozos, E., V. Bellos, J. Kalogiros, and K. Mazi, efficient flood early warning system for data-scarce, karstic, mountainous environments: A case study, Hydrology, 10(10), 203, doi:10.3390/hydrology10100203, 2023. |
| 7. | Szeląg, B., D. Majerek, A. L. Eusebi, A. Kiczko, F. de Paola, A. McGarity, G. Wałek, and F. Fatone, Tool for fast assessment of stormwater flood volumes for urban catchment: A machine learning approach, Journal of Environmental Management, 355, 120214, doi:10.1016/j.jenvman.2024.120214, 2024. |
P. Dimas, G.-K. Sakki, P. Kossieris, I. Tsoukalas, A. Efstratiadis, C. Makropoulos, N. Mamassis, and K. Pipili, Outlining a master plan framework for the design and assessment of flood mitigation infrastructures across large-scale watersheds, 12th World Congress on Water Resources and Environment (EWRA 2023) “Managing Water-Energy-Land-Food under Climatic, Environmental and Social Instability”, 75–76, European Water Resources Association, Thessaloniki, 2023.
Στις 16 Σεπτεμβρίου 2020, το Υπουργείο Υποδομών ανέθεσε στον παραχωρησιούχο του Αυτοκινητόδρομου Στερεάς Ελλάδας Ε65 τη μελέτη και κατασκευή συμπληρωματικών εργασιών για την επείγουσα αντιπλημμυρική προστασία περιοχών κατά μήκος της χάραξης του αυτοκινητόδρομου, συμπεριλαμβανομένης της Περιφέρειας Δυτικής Θεσσαλίας (Ελλάδα). Λαμβάνοντας υπόψη τις ζημιές και τις απώλειες που προκάλεσε το ο Μεσογειακός κυκλώνας Ιανός στην ευρύτερη περιοχή της Θεσσαλίας, ο ανάδοχος, με δική του πρωτοβουλία, διακήρυξε την ανάγκη ανάπτυξης ενός Γενικού Στρατηγικού Σχεδίου (Master Plan) για την αντιπλημμυρική προστασία της Δυτικής Θεσσαλίας. Η τελική περιοχή ενδιαφέροντος, που εδώ αναφέρεται ως λεκάνη απορροής της Δυτικής Πηνειού, καταλαμβάνει έκταση περίπου 6400 km2, αποτελώντας έτσι μια υδρολογική, υδραυλική και διαχειριστική μελέτης μεγάλης κλίμακας, που θέτει πολλαπλές εννοιολογικές και υπολογιστικές προκλήσεις. Το συνολικό ζητούμενο του σχεδίου είναι να παρέχει μια σύνθεση ήδη προτεινόμενων και νέων έργων (φράγματα, αναχώματα, τάφροι) και να τα ιεραρχήσει κάτω από ένα πρίσμα πολλαπλού σκοπού. Το μεθοδολογικό πλαίσιο αποτελείται από τρεις άξονες: (i) μια προκαταρκτική αξιολόγηση συγκεκριμένων περιοχών όπου αναμένεται υψηλός κίνδυνος λόγω φαινομένων πλημμύρας, με τη χρήση μιας προσέγγισης πολυκριτηριακής ανάλυσης αποφάσεων που βασίζεται σε ΣΓΠ, (ii) μια ημικατανεμημένη αναπαράσταση των μετασχηματισμών βροχής-απορροής και των διεργασιών διόδευσης της πλημμύρας σε ολόκληρη τη λεκάνη απορροής, και (iii) μια συζευγμένη 1D/2D υδροδυναμική προσομοίωση του ευάλωτου σε πλημμύρες ποτάμιου συστήματος, που περιλαμβάνει επίσης ένα εξαιρετικά πολύπλοκο σύστημα τεχνητών καναλιών. Ο τελικός σχεδιασμός δίνει προτεραιότητα στην ενίσχυση της αντιπλημμυρικής προστασίας στην περιοχή μελέτης μέσω της συνδυασμένης επίδρασης μιας σειράς έργων μεγάλης κλίμακας, δηλαδή αναχώματα, φράγματα πολλαπλών χρήσεων (μόνιμοι ταμιευτήρες) και λεκάνες συγκράτησης ελεγχόμενης πλημμύρας (προσωρινοί ταμιευτήρες). Ο στόχος είναι να σκιαγραφηθεί ένα πλαίσιο για την αντιμετώπιση παρόμοιων μελετών με ολιστικό τρόπο, διατηρώντας παράλληλα ένα υψηλό επίπεδο υπολογιστικής αποτελεσματικότητας και επεξηγηματικότητας.
Πλήρες κείμενο: http://www.itia.ntua.gr/el/getfile/2306/1/documents/EWRA2023-dimas.pdf (232 KB)
Συμπληρωματικό υλικό:
N. Pelekanos, G. Moraitis, P. Dimas, P. Kossieris, and C. Makropoulos, Identifying water consumption profiles through unsupervised clustering of household timeseries: the case of Attica, Greece, Proceedings of 7th IAHR Europe Congress "Innovative Water Management in a Changing Climate”, Athens, International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR), 2022.
V. Bellos, P. Kossieris, A. Efstratiadis, I. Papakonstantis, P. Papanicolaou, P. Dimas, and C. Makropoulos, Can we use hydraulic handbooks in blind trust? Two examples from a real-world complex hydraulic system, Proceedings of 7th IAHR Europe Congress "Innovative Water Management in a Changing Climate”, Athens, International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR), 2022.
[Μπορούμε να χρησιμοποιούμε υδραυλικά εγχειρίδια με τυφλή εμπιστοσύνη; Δύο παραδείγματα από ένα σύνθετο υδραυλικό σύστημα του πραγματικού κόσμου]
Πλήρες κείμενο: http://www.itia.ntua.gr/el/getfile/2231/1/documents/IAHR_bellos.pdf (243 KB)
P. Dimas, D. Nikolopoulos, and C. Makropoulos, Simulation framework for pipe failure detection and replacement scheduling optimization, e-Proceedings of the 5th EWaS International Conference, Naples, 556–563, 2022.
Πλήρες κείμενο:
V. Bellos, P. Kossieris, A. Efstratiadis, I. Papakonstantis, P. Papanicolaou, P. Dimas, and C. Makropoulos, Fiware-enabled tool for real-time control of the raw-water conveyance system of Athens, Proceedings of the 39th IAHR World Congress, Granada, 2859–2865, doi:10.3850/IAHR-39WC2521716X20221468, International Association for Hydro-Environment Engineering and Research (IAHR), 2022.
[Εργαλείο με δυνατότητα Fiware για έλεγχο σε πραγματικό χρόνο του συστήματος μεταφοράς ακατέργαστου νερού της Αθήνας]
Το σύστημα υδροδότησης ακατέργαστου νερού της Αθήνας (Ελλάδα) είναι μια σύνθετη υποδομή που περιλαμβάνει περίπου 500 km υδραγωγείων, μεταφέροντας νερό από τέσσερις ταμιευτήρες σε τέσσερις μονάδες επεξεργασίας νερού, ενώ εξυπηρετεί πολλούς άλλους τοπικούς χρήστες. Σε αυτή την εργασία εστιάζουμε στο σημαντικότερο μέρος αυτού του συστήματος, δηλαδή στο ανοιχτό υδραγωγείο του Μόρνου. Αυτό εκτείνεται σε πάνω από 200 km και έχει διπλή λειτουργία, ήτοι τη μεταφορά νερού και τη ρύθμιση της ροής μέσω προσωρινής αποθήκευσής της κατά μήκος του καναλιού. Αυτό επιτυγχάνεται με μια σειρά κατασκευών τύπου Λ, η καθεμία από τις οποίες περιλαμβάνει θυροφράγματα για τον έλεγχο της ροής και έναν πλευρικό υπερχειλιστή. Επί του παρόντος, η ρύθμιση κατά μήκος του καναλιού πραγματοποιείται μέσω εμπειρικών κανόνων και σύμφωνα με τους όγκους-στόχους που ζητούνται από τους χειριστές των κατάντη σταθμών επεξεργασίας νερού, σε καθημερινή βάση. Ωστόσο, αυτή η πολιτική διαχείρισης, η οποία βασίζεται έντονα στη γνώση των ειδικών, δεν είναι ούτε βιώσιμη ούτε ασφαλής, από την άποψη της ανθεκτικότητας. Επιπλέον, το σύστημα υπόκειται σε περιστασιακές βλάβες, λόγω ανεπιθύμητων υπερχειλίσεων, που συνεπάγονται μη αμελητέες απώλειες νερού. Προκειμένου να θεσπιστεί μια βέλτιστη πολιτική ελέγχου, αναπτύξαμε ένα λειτουργικό εργαλείο για τον προγραμματισμό των ρυθμίσεων του θυροφράγματος σε πραγματικό χρόνο. Ο πυρήνας του εργαλείου είναι ένα εννοιολογικό μοντέλο που ενσωματώνει τις ακόλουθες παραδοχές: α) η λειτουργία ενός ρυθμιστή τύπου Λ δεν επηρεάζει τη λειτουργία των άλλων σχετικών κατασκευών, και β) ο ρυθμιστής Λ έχει δύο συνιστώσες ροής, δηλαδή διαμέσου του θυροφράγματος και πάνω από τον πλευρικό υπερχειλιστή, που μπορούν να περιγραφούν με θεωρητικούς και ημιεμπειρικούς υδραυλικούς τύπους, θεωρώντας ως άγνωστες παραμέτρους τους συντελεστές παροχής όλων των θυροφραγμάτων. Από την άλλη πλευρά, οι γνωστές είσοδοι του μοντέλου είναι τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των ρυθμιστών Λ και τα δεδομένα σε πραγματικό χρόνο για την παροχή, τη στάθμη του νερού και το άνοιγμα των θυροφραγμάτων, τα οποία λαμβάνονται από το σύστημα τηλεμετρικής παρακολούθησης του καναλιού. Από αυτή την άποψη, η βασική πρόκληση είναι ο καθορισμός των συντελεστών παροχής. Αυτό επιτυγχάνεται μέσω μιας προσέγγισης γκρίζου κουτιού, στην οποία οι παράμετροι του μοντέλου βαθμονομούνται σε συνεχή λειτουργία, χρησιμοποιώντας δεδομένα σε πραγματικό χρόνο. Για να ελεγχθεί η αληθοφάνεια των συντελεστών παροχής, όπως προκύπτουν από τη φάση βαθμονόμησης σε πραγματικό χρόνο, γίνεται σύγκριση με τους αντίστοιχους συντελεστές που προέρχονται από ιστορικά δεδομένα (ασύγχρονη βαθμονόμηση). Το εργαλείο, μαζί με άλλα αναλυτικά στοιχεία και αλγόριθμους που αναπτύχθηκαν, έχει ενσωματωθεί απρόσκοπτα με το υπάρχον σύστημα (π.χ. SCADA, βάσεις δεδομένων) του διαχειριστή του συστήματος (Εταιρεία Ύδρευσης Αποχέτευσης Αθηνών - ΕΥΔΑΠ), χρησιμοποιώντας το πρωτόκολλο τυποποίησης FIWARE.
Πλήρες κείμενο: http://www.itia.ntua.gr/el/getfile/2226/1/documents/04-07-014-1468.pdf (10700 KB)
Π. Δήμας, Δ. Μπουζιώτας, Δ. Νικολόπουλος, Α. Ευστρατιάδης, και Δ. Κουτσογιάννης, Πλαίσιο βέλτιστης διαχείρισης υδροηλεκτρικών ταμιευτήρων μέσω άντλησης-ταμίευσης: Διερεύνηση στην περίπτωση των υδροσυστημάτων Αχελώου-Θεσσαλίας και Αλιάκμονα, Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Φραγμάτων και Ταμιευτήρων, Αίγλη Ζαππείου, Ελληνική Επιτροπή Μεγάλων Φραγμάτων, Αθήνα, 2017.
Περιγράφεται μια ολιστική προσέγγιση για τη διαχείριση σύνθετων συστημάτων ταμιευτήρων, οι οποίοι εξυπηρετούν πολλαπλούς και, συχνά, αντικρουόμενους στόχους, όπως είναι η παραγωγή ενέργειας και η κάλυψη αρδευτικών/ υδρευτικών ή άλλων αναγκών. Η εν λόγω διαδικασία είναι κατά κανόνα πολύπλοκη λόγω του στοχαστικού χαρακτήρα των υδρομετεωρολογικών διεργασιών, αλλά και της έντονα μη γραμμικής δυναμικής των συστημάτων υδροηλεκτρικών ταμιευτήρων. Για να αντιμετωπιστεί η έντονη μεταβλητότητα της ανανεώσιμης ενεργειακής παραγωγής (υδροηλεκτρικής και κάθε μορφής) προτείνεται η εφαρμογή της τεχνολογίας της αντλησης-ταμίευσης. Για την εύρεση βέλτιστων σχημάτων διαχείρισης του συστήματος γίνεται χρήση του μεθοδολογικού πλαισίου «παραμετροποίηση-στοχαστική προσομοίωση-βελτιστοποίηση», όπως υλοποιείται στο λογισμικό Υδρονομέας. Στόχος των αναλύσεων είναι η αποτίμηση της ικανότητας παραγωγής εγγυημένης ενέργειας με συγκεκριμένο επίπεδο αξιοπιστίας και το συνεπαγόμενο οικονομικό όφελος μέσω της εφαρμογής του προτεινόμενου μεθοδολογικού πλαισίου σε δύο εκ των μεγαλύτερων και πλέον σύνθετων υδροσυστημάτων του Ελληνικού χώρου (Αχελώου-Θεσσαλίας και Αλιάκμονα). Επιπλέον, επισημαίνεται η δυνατότητα που προσφέρει η τεχνολογία άντλησης-ταμίευσης σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας με σημαντική μεταβλητότητα, όπως η αιολική, για περαιτέρω διείσδυση στο ενεργειακό μείγμα.
Πλήρες κείμενο: http://www.itia.ntua.gr/el/getfile/1747/1/documents/fragmata2017.pdf (1070 KB)
Συμπληρωματικό υλικό:
I. Tsoukalas, P. Dimas, and C. Makropoulos, Hydrosystem optimization on a budget: Investigating the potential of surrogate based optimization techniques, 14th International Conference on Environmental Science and Technology (CEST2015), Global Network on Environmental Science and Technology, University of the Aegean, 2015.
Πλήρες κείμενο: http://www.itia.ntua.gr/el/getfile/1574/1/documents/cest2015_00162_oral_paper.pdf (475 KB)
Βλέπε επίσης: http://cest.gnest.org/cest15proceedings/public_html/papers/cest2015_00162_oral_paper.pdf
I. Pappa, Y. Dimakos, P. Dimas, P. Kossieris, P. Dimitriadis, and D. Koutsoyiannis, Spatial and temporal variability of wind speed and energy over Greece, European Geosciences Union General Assembly 2014, Geophysical Research Abstracts, Vol. 16, Vienna, EGU2014-13591, doi:10.13140/RG.2.2.11238.63048, European Geosciences Union, 2014.
[Χωρική και χρονική μεταβλητότητα της ταχύτητας ανέμου και της αιολικής ενέργειας στην Ελλάδα]
Πλήρες κείμενο:
Συμπληρωματικό υλικό:
Βλέπε επίσης: http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.11238.63048
P. Dimas, D. Bouziotas, A. Efstratiadis, and D. Koutsoyiannis, A holistic approach towards optimal planning of hybrid renewable energy systems: Combining hydroelectric and wind energy, European Geosciences Union General Assembly 2014, Geophysical Research Abstracts, Vol. 16, Vienna, EGU2014-5851, doi:10.13140/RG.2.2.28854.70723, European Geosciences Union, 2014.
[Ολιστική προσέγγιση στην κατεύθυνση του βέλτιστου σχεδιασμού υβριδικών συστημάτων ανανεώσιμης ενέργειας: Συνδυάζοντας την υδροηλεκτρική με την αιολική ενέργεια]
Η υδροηλεκτρική ενέργεια με άντληση-ταμίευση είναι μια καθιερωμένη τεχνολογία, με πολύ υψηλή απόδοση, που παρέχει μια μοναδική στο είδος της αποθήκευση ενέργειας. Η αποθήκευση ενέργειας υλοποιείται αντλώντας νερό ανάντη, προκειμένου να αξιοποιηθεί η περίσσεια της παραγόμενης ενέργειας (π.χ. στη διάρκεια της νύχτας), και στη συνέχεια ανακτώντας το νερό αυτό για την παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας στη διάρκεια των αιχμών της ζήτησης. Η περίσσεια ενέργειας πραγματοποιείται λόγω των άλλων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (αιολική, ηλιακή), των οποίων η παραγωγή μεταβάλλεται με μη ελεγχόμενο τρόπο. Συνδυάζοντας αυτές τις πηγές με υδροηλεκτρικές μονάδες που διαθέτουν διατάξεις άντλησης-ταμίευσης, μπορούμε να διαμορφώσουμε αυτόνομα υβριδικά συστήματα ανανεώσιμης ενέργειας. Ο βέλτιστος σχεδιασμός και διαχείρισή τους απαιτεί μια ολιστική προσέγγιση, στην οποία αναπαρίσταται ορθά η αβεβαιότητα. Στην κατεύθυνση αυτή προτείνεται ένα καινοτόμο πλαίσιο, που βασίζεται στη στοχαστική προσομοίωση και βελτιστοποίηση. Αυτό ελέγχεται σε ένα υφιστάμενο υδροσύστημα της Ελλάδας, θεωρώντας συνδυασμένη λειτουργία του με ένα υποθετικό σύστημα αιολικής ενέργειας, για το οποίο αναζητείται ο βέλτιστος σχεδιασμός που εξασφαλίζει την πλέον επωφελή επίδοση του ολικού σχήματος.
Πλήρες κείμενο: http://www.itia.ntua.gr/el/getfile/1442/2/documents/2014_egu_hybrid.pdf (1659 KB)
Συμπληρωματικό υλικό:
Βλέπε επίσης: http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.28854.70723
Άλλες εργασίες που αναφέρονται σ' αυτή την εργασία (αυτός ο κατάλογος μπορεί να μην είναι ενημερωμένος):
| 1. | Ajiboye, O. K., C. V. Ochiegbu, E. A. Ofosu, and S. Gyamfi, A review of hybrid renewable energies optimisation: design, methodologies, and criteria, International Journal of Sustainable Energy, 42(1), 648-684, doi:10.1080/14786451.2023.2227294, 2023. |
P. Dimas, D. Bouziotas, A. Efstratiadis, and D. Koutsoyiannis, A stochastic simulation framework for planning and management of combined hydropower and wind energy systems, Facets of Uncertainty: 5th EGU Leonardo Conference – Hydrofractals 2013 – STAHY 2013, Kos Island, Greece, doi:10.13140/RG.2.2.27491.55841, European Geosciences Union, International Association of Hydrological Sciences, International Union of Geodesy and Geophysics, 2013.
[Πλαίσιο στοχαστικής προσομοίωσης για τον σχεδιασμό και διαχείριση συνδυασμένων συστημάτων υδροηλεκτρικής και αιολικής ενέργειας]
Η αντλησιοταμίευση στο παίσιο συστημάτων υδροηλεκτρικών ταμιευτήρων είναι μια καταξιωμένη τεχνολογία με πολύ ηψηλή απόδοση, καθώς και η μοναδική μέθοδος αποθήκευσης ενέργειας στη μεγάλη κλίμακα. Η αποθήκευση της ενέργειας υλοποιείται αντλώντας νερό ανάντη, ώστε να εκμεταλλευτούμε την περίσσεια ενέργειας (π.χ. στη διάρκεια νυκτερινών ωρών), και στη συνέχεια να ανακτήσουμε αυτό το νερό για παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας στη διάρκεια των αιχμών της ζήτησης. Είναι ενδιαφέρον ότι αυτή η περίσσεια μπορεί να προσφερθεί από άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, ειδικότερα ανεμογεννήτριες, που μπορούν να εσνωματωθούν σε υδροηλεκτρικά συστήματα με δυνατότητες αντλησιοταμίευσης, ώστε να διαμορφώσουν ενεργειακά αυτόνομα υβριδικά συστήματα ενέργειας. Ο βέλτιστος σχεδιασμός και διαχείριση τέτοιων συστημάτων αποτελεί πρόκληση, που απαιτεί μια ολιστική θεώρηση και μια συνεπή περιγραφή των πολλαπλών πηγών αβεβαιότητας. Για τον σκοπό αυτό, προτείνεται ένα καινοτόμο πλαίσιο, το οποίο ελέγχεται σε ένα υφιστάμενο υδροσύστημα της Ελλάδας (ήτοι το σύστημα ταμιευτήρων του Αλιάκμονα, το οποίο εξυπηρετεί ακόμη και άλλες χρήσεις), θεωρώντας συνδυασμένη λειτουργία του με ένα υποθετικό σύστημα αιολικής ενέργειας. Οι δύο συνιστώσες, που συνδέονται με ένα απλό έργο αντλησιοταμίευση, μοντελοποιούνται με διαφορετική χρονική διακριτότητα. Συγκεκριμένα, για την αναπαράσταση του συστήματος των υδατικών πόρων υιοθετούμε, όπως συνηθίζεται, μηνιαίο χρονικό βήμα, ενώ για το σύστημα αιολικής ενέργειας εφαρμόζουμε ωριαίο βήμα. Για τα δύο συστήματα, τα δεδομένα εισόδου (ήτοι οι υδρολογικές εισροές και η ταχύτητα ανέμου, αντίστοιχα) γεννώνται μέσω κατάλληλων μοντέλων στοχαστικής προσομοίωσης, με τη μορφή συνθετικών χρονοσειρών μήκους 1000 ετών. Προκειμένου να εξασφαλίσουμε την πλέον αποδοτική επίδοση του ενοποιημένου συστήματος, διερευνούμε διαφορετικές παραμέτρους σχεδιασμού των ανεμογεννητριών, για τις οποίες βελτιστοποιούμε την πολιτική λειτουργίας των υδροηλεκτρικών ταμιευτήρων.
Πλήρες κείμενο: http://www.itia.ntua.gr/el/getfile/1386/1/documents/KosHybrid_poster.pdf (691 KB)
Βλέπε επίσης: http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.27491.55841
E. Anagnostopoulou, A. Galani, P. Dimas, A. Karanasios, T. Mastrotheodoros, E. Michailidi, D. Nikolopoulos, S. Pontikos, F. Sourla, A. Chazapi, S.M. Papalexiou, and D. Koutsoyiannis, Record breaking properties for typical autocorrelation structures, European Geosciences Union General Assembly 2013, Geophysical Research Abstracts, Vol. 15, Vienna, EGU2013-4520, doi:10.13140/RG.2.2.20420.22400, European Geosciences Union, 2013.
[Ακραίες ιδιότητες τυπικών δομών αυτοσυσχέτισης]
Πλήρες κείμενο:
Συμπληρωματικό υλικό:
Βλέπε επίσης: http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.20420.22400
Α. Ευστρατιάδης, Ν. Μαμάσης, και Π. Δήμας, Σημειώσεις μαθήματος "Ολοκληρωμένο Θέμα Υδραυλικού Σχεδιασμού", 111 pages, Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος – Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Δεκέμβριος 2023.
Πλήρες κείμενο:
Π. Δήμας, Πλαίσιο στοχαστικής προσομοίωσης για το βέλτιστο σχεδιασμό υβριδικού συστήματος υδροηλεκτρικής - αιολικής ενέργειας. Διερεύνηση με βάση το υδροσύστημα Αλιάκμονα, Διπλωματική εργασία, 237 pages, Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος – Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Δεκέμβριος 2013.
Η τεχνολογία άντλησης/ταμίευσης αποτελεί μια τεχνολογία με διαπιστωμένα υψηλή αποδοτικότητα που προσφέρει τη δυνατότητα ρύθμισης του ενεργειακού ισοζυγίου μέσω της αποθήκευσης ενέργειας σε μεγάλη κλίμακα. Η αποθήκευση ενέργειας πραγματοποιείται μέσω της άντλησης νερού σε ταμιευτήρες που βρίσκονται σε υψηλότερο υψόμετρο αξιοποιώντας ενδεχόμενη περίσσεια στην παραγωγή (όπως για παράδειγμα την περίσσεια νυχτερινής παραγωγής λόγω της μειωμένης ζήτησης). Το νερό αυτό στη συνέχεια χρησιμοποιείται για την παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας με στόχο την κάλυψη αιχμών της ζήτησης. Η περίσσεια αυτή μπορεί να ληφθεί από άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, οι οποίες μπορούν να ενσωματωθούν σε ένα ενιαίο σύστημα υδροηλεκτρικών έργων-άλλων ΑΠΕ ώστε να σχηματίσουν αυτόνομα υβριδικά συστήματα ανανεώσιμης ενέργειας. Ο βέλτιστος σχεδιασμός και η διαχείριση αυτών των συστημάτων απαιτεί μια ολιστική προσέγγιση όπου θα αναπαρίσταται πιστά η αβεβαιότητα. Στα πλαίσια της εργασίας προτείνεται ένα μεθοδολογικό πλαίσιο βασισμένο στη στοχαστική προσομοίωση και τη βελτιστοποίηση. Το πλαίσιο αυτό εξετάζεται σε ένα ήδη υπάρχον υδροσύστημα του ελληνικού χώρου (υδροσύστημα Αλιάκμονα), θεωρώντας συνδυασμένη λειτουργία με ένα υποθετικό αιολικό πάρκο. Για το σύνολο του συστήματος αναζητούμε το βέλτιστο σχεδιασμό ώστε να εξασφαλίσουμε την πλέον αποδοτική λειτουργία του ευρύτερου πλαισίου.
Σχετικές εργασίες:
Πλήρες κείμενο: http://www.itia.ntua.gr/el/getfile/1417/1/documents/Thesis_Dimas_1.pdf (14927 KB)
Συμπληρωματικό υλικό:
Α. Ευστρατιάδης, Ν. Μαμάσης, Γ.-Κ. Σακκή, Ι. Τσουκαλάς, Π. Κοσσιέρης, Π. Δήμας, και Ν. Πελεκάνος, Σχέδιο Διαχείρισης του Υδροδοτικού Συστήματος της Αθήνας – Υδρολογικό έτος 2021-22, Εκσυγχρονισμός της διαχείρισης του συστήματος των υδατικών πόρων ύδρευσης της Αθήνας – Αναθεώρηση, 141 pages, Τομέας Υδατικών Πόρων και Περιβάλλοντος – Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Ιούνιος 2022.
Στην έκθεση αυτή παρουσιάζεται το αναλυτικό ετήσιο σχέδιο διαχείρισης των υδατικών πόρων ύδρευσης της Αθήνας για το υδρολογικό έτος 2021-22, το οποίο εκπονείται σε συνεργασία με τη Διεύθυνση Υδροληψίας.
Σχετικό έργο: Εκσυγχρονισμός της διαχείρισης του συστήματος των υδατικών πόρων ύδρευσης της Αθήνας – Αναθεώρηση
Γ. Καρακατσάνης, Ι. Αποστολόπουλος, Γ. Αλεξίου, Π. Σταμούλη, Ι. Φουντουλάκης, Σ. Μπατέλης, Ι. Δημάκος, Ε. Φελώνη, Ε. Μόσχου, Ν. Μπουντάς, Ν. Μπομπότη, Δ. Μπουζιώτας, Π. Δήμας, και Ε. Σεπετζή, Υδατικοί πόροι, υποδομές και υπηρεσίες νερού: Ιδιωτικοποίηση ή κοινωνικοποίηση;, Αθήνα, 4 July 2013.
Σημείωση:
Επιστημονική εκδήλωση των φοιτητών του μαθήματος "Διαχείριση Υδατικών Πόρων". Συντονιστές: Δημήτρης Κουτσογιάννης & Ανδρέας Ευστρατιάδης (διδάσκοντες)
Διατίθεται και φωτογραφικό υλικό από την εκδήλωση. Εκτεταμένο ρεπορτάζ παρουσιάστηκε από την εφημερίδα Κυριακάτικη Ελευθεροτυπία (βλ. και την έντυπη μορφή σε αναρτημένο αρχείο παραπάνω), ενώ το θέμα καλύφθηκε και διαδικτυακά (π.χ Econews, Infowar).
Πλήρες κείμενο:
Συμπληρωματικό υλικό:
