Μαθηματική Προσομοίωση υβριδικών συστημάτων.Το σύστημα της Ικαρίας

Εξετάζεται το υπό κατασκευή υβριδικό ενεργειακό έργο (ΥΒΕ) της Ικαρίας, το οποίο θα συνδυάζει δύο μορφές Ανανεώσιμης Πηγής Ενέργειας (ΑΠΕ) για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, το υδατικό δυναμικό από την περίσσεια ύδατος του φράγματος στο Πέζι και το αιολικό δυναμικό στην περιοχή Στραβοκουντούρας. Το έργο θα αποτελείται από: (α) δύο δεξαμενές ύδατος, στις περιοχές Προεσπέρα και Κάτω Προεσπέρα, οι οποίες θα συνοδεύονται από δύο Μικρούς Υδροηλεκτρικούς Σταθμούς (ΜΥΗΣ), (β) το αιολικό πάρκο (Α/Π) στην περιοχή Στραβοκουντούρα με τρεις ανεμογεννήτριες (Α/Γ), (γ) ένα αντλιοστάσιο στην Κάτω Προεσπέρα και (δ) το Κέντρο Ελέγχου και Κατανομής Φορτίου στον υφιστάμενο Θερμικό Σταθμό στην περιοχή Άγιος Κήρυκος. Ο ΜΥΗΣ στην Προεσπέρα θα λαμβάνει, μέσω χαλύβδινου αγωγού προσαγωγής, την περίσσεια νερού του ταμιευτήρα στο αρδευτικό φράγμα στο Πέζι για την παραγωγή ενέργειας. Το νερό εξερχόμενο από τον Σταθμό Προεσπέρας καταλήγει στην παρακείμενη δεξαμενή. Στη συνέχεια, κατευθύνεται, μέσω χαλύβδινου αγωγού προσαγωγής, στον ΜΥΗΣ Κάτω Προεσπέρας όπου χρησιμοποιείται για την παραγωγή πρόσθετης ενέργειας και ακολούθως συγκεντρώνεται στη δεύτερη δεξαμενή. Η ενέργεια που παράγεται από το Α/Π διοχετεύεται στο δίκτυο ηλεκτροδότησης αλλά κυρίως και στο αντλιοστάσιο από όπου, με άντληση, γίνεται μεταφορά νερού, μέσω χαλύβδινου αγωγού κατάθλιψης, από την κάτω στην επάνω δεξαμενή και την εκ νέου παραγωγή υβριδικής ενέργειας από τον ΜΥΗΣ Κάτω Προεσπέρας. Ζητούμενο, στην εργασία αυτή, είναι η εύρεση ενός μοντέλου αναπαράστασης του συστήματος αυτού, σύμφωνα με τους κανόνες και τις παραδοχές σχεδιασμού του, αλλά και η προσομοίωση αυτού για 50 χρόνια. Το μοντέλο αναπαράστασης αναπτύχθηκε με το πρόγραμμα Microsoft excel, ενώ η προσέγγιση της προσομοίωσης έγινε με την βοήθεια δύο στοχαστικών μοντέλων προσομοίωσης σε ωριαίο χρονικό βήμα. Συγκεκριμένα, ο σχεδιασμός αναπαράστασης του συστήματος, αρχικά, επιχειρήθηκε για ένα έτος σύμφωνα με τα μετεωρολογικά και υδρολογικά δεδομένα που διατέθηκαν από την ΔΕΗ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ Α.Ε. και τα τεχνικά χαρακτηριστικά του έργου. Αρχικά, ωστόσο, έγινε μια προσπάθεια προσομοίωσης του υδρολογικού ισοζυγίου του ταμιευτήρα στο Πέζι, προκειμένου να εκτιμηθεί ο διαθέσιμος όγκος προς εκμετάλλευση για το υβριδικό έργο. Στη συνέχεια, για την προσομοίωση του συστήματος για 50 χρόνια, δημιουργήθηκαν συνθετικές χρονοσειρές ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας, εισροών-απορροών και ταχύτητας ανέμου, οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας από το Α/Π του ΥΒΕ. Αναλύεται η μεθοδολογία προσομοίωσης και επεξεργασίας των διαθέσιμων δεδομένων, από την οποία γίνεται δυνατή παράλληλα και η εξαγωγή μερικών αξιόλογων συμπερασμάτων σχετικά με αυτά. Έπειτα, τα δεδομένα αυτά εισάγονται στο μοντέλο αναπαράστασης του συστήματος προκειμένου να προσομοιωθεί το ενεργειακό ισοζύγιο του υβριδικού έργου σε ωριαία βάση για 50 έτη. Στην προσπάθεια αυτή, προσομοίωσης, εξετάζονται και μερικά εναλλακτικά σενάρια λειτουργίας, προκειμένου να διαπιστωθεί η ευαισθησία του συστήματος με την αλλαγή στην συμμετοχή των διάφορων συνιστωσών του (ΜΥΗΣ, Α/Π, αντλησιοταμίευση κ.α.). Τελικά, οι παραπάνω διαδικασίες οδηγούν στην εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την αποδοτικότητα του εν λόγω έργου ως προς την κάλυψη της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας, τον βαθμό συμμετοχής των διαφόρων μελών του αλλά και γενικά για τον τρόπο λειτουργίας του.