Στοχαστική διερεύνηση και προσομοίωση της ταχύτητας του ανέμου - Εφαρμογή στην διαχείριση αιολικής εγκατάστασης

Με την πρόοδο της τεχνολογίας και την εκμετάλλευση όλο και περισσότερο των ορυκτών καυσίμων, εμφανίζεται επιτακτική η ανάγκη στροφής της ανθρωπότητας στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Από τις αρχές του 21ου αιώνα η επιστημονική κοινότητα, έχει πραγματοποιήσει τεράστια άλματα, με σκοπό την εκμετάλλευση όλων των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Μία από τις πλέον ευρέως γνωστές και αξιοποιήσιμες είναι η αιολική ενέργεια, η οποία αποτελεί από τις βασικότερες μορφές, στην οποία ο ανθρώπινος παράγοντας, βασίστηκε στο παρελθόν, και πρόκειται να στηριχθεί και στο μέλλον. Η πρόβλεψη απόδοσης αυτών των συστημάτων βασίζεται, σε ωριαία ή ημερήσια δεδομένα, επειδή αυτά τα δεδομένα είναι συνήθως τα μόνα διαθέσιμα. Σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας, είναι η προσπάθεια διερεύνησης της στοχαστικής φύσης και της χρονικής εξέλιξης της ταχύτητας του ανέμου, σε ωριαίο βήμα, με τελικό στόχο την δημιουργία ενός στοχαστικού μοντέλου προσομοίωσης και αναπαραγωγής της τελευταίας, πραγματοποιώντας την ανάλυση σε παγκόσμια κλίμακα. Για την περιγραφή του ανέμου ελέγχθηκαν διάφορες κατανομές, με την καλύτερη προσαρμογή να πετυχαίνετε με την κατανομή PBF (γνωστή και ως Burr), σύμφωνα, με την βοήθεια δεικτών στατιστικής ανάλυσης αποτελεσμάτων. Ο άνεμος είναι μία ανέλιξη η οποία προσομοιώνεται με ένα στοχαστικό μοντέλο, στο οποίο χρησιμοποιούμε ντετερμινιστικές συναρτήσεις. Προκειμένου να προσομοιωθεί σωστά, προσαρμόζονται οι ντετερμινιστικές συναρτήσεις, δηλαδή οι ωριαίες και μηνιαίες περιοδικότητες, χρησιμοποιώντας κάποια μοντέλα διπλής περιοδικότητας. Εν συνεχεία, πραγματοποιείται η δημιουργία ενός ψευδο-κυκλοστάσιμου μοντέλου μακροπρόθεσμης εμμονής, με σκοπό την αναπαραγωγή της ταχύτητας του ανέμου. Το μοντέλο ελέγχεται και ικανοποιεί την διατήρηση της κατανομής, συνεπώς των τεσσάρων κεντρικών ροπών (μέση τιμή, τυπική απόκλιση, ασυμμετρία και κύρτωση), καθώς και την παράμετρο Hurst που εκφράζει την (μακροπρόθεσμη) εμμονή και συσχέτιση. Τελευταίο, αλλά εξίσου σημαντικό μέρος, είναι η εξέταση της οικονομικής διαχείρισης μίας αιολικής εγκατάστασης. Ελέγχεται η διαφορά στην πρόβλεψη των χρημάτων που θα αποφέρει η αιολική εγκατάσταση για κάθε μία από τις εξεταζόμενες κατανομές, καθώς και η οικονομική ανάλυση της επένδυσης μιας αιολικής εγκατάστασης με και χωρίς αντικατάστασή της μετά το πέρας του χρόνου ζωής της. Παρουσιάζονται αναλυτικά όλα τα κόστη και συντάσσονται πίνακες χρηματοροών με βάση την ενεργειακή απόδοση, ώστε να υπολογιστεί ο δείκτης της καθαρής παρούσας αξίας.