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.