Διερεύνηση του προβλήματος επιλογής της ισχύος των στροβίλων μικρών υδροηλεκτρικών έργων

Η ανάγκη για την αξιοποίηση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας προέρχεται από δύο βασικούς λόγους, την περιβαλλοντική ευαισθητοποίηση και την σταδιακή μείωση του αποθέματος των ορυκτών καυσίμων σε σχέση με τις ανάγκες της ανθρωπότητας. Τα μικρά υδροηλεκτρικά έργα (ΜΥΗΕ) δεν απαιτούν ταμιευτήρα αποθήκευσης και κρίνονται ως πιο φιλικά και λιγότερο επεμβατικά προς το περιβάλλον. Συχνά γίνεται παρανόηση σχετικά με τα μεγάλα υδροηλεκτρικά έργα. Τα μικρά υδροηλεκτρικά έργα δεν είναι μικρογραφία των μεγάλων. Έχουν διαφορετικό τρόπο κατασκευής και μελέτης, και βεβαίως λειτουργίας. Στην εργασία αυτή αρχικά ορίζονται βασικές έννοιες της ενέργειας και των μικρών υδροηλεκτρικών έργων με βάση την παγκόσμια βιβλιογραφία. Αφού κατανοηθούν οι έννοιες φαίνεται ότι δεσπόζει η σημασία της σωστής επιλογής της ισχύος και των τύπων των υδροστροβίλων που θα τοποθετηθούν στο εκάστοτε μικρό υδροηλεκτρικό έργο. Σαφώς η επιλογή της θέσης υδροληψίας και της θέσης του σταθμού παραγωγής έχουν αναμφίβολα σημαντική επίδραση. Ωστόσο, παρακάτω γίνεται μια ενδελεχής μελέτη συγκεκριμένα για την βελτιστοποίηση ΜΥΗΕ, με βάση την επιλογή της εγκατεστημένης ισχύος. Αρχικά η βελτιστοποίηση αυτή γίνεται με γνώμονα την μεγιστοποίηση της μέσης ετήσιας παραγόμενης ενέργειας και με συντελεστή δυναμικότητας (CF) τουλάχιστον 30%. Έπειτα υλοποιείται οικονομική ανάλυση και παραγωγή μιας εμπειρικής σχέσης για το κόστος, η οποία χρησιμοποιείται στην δεύτερη βελτιστοποίηση που γίνεται με βάση την μεγιστοποίηση του καθαρού ετήσιου οφέλους. Όλη η ανάλυση βασίστηκε σε πραγματικά δεδομένα κατασκευασμένων έργων. Τέλος, γίνεται σύγκριση των αποτελεσμάτων των δύο διαδικασιών βελτιστοποίησης, καταλήγοντας στο συμπέρασμα αν τελικά συμφέρει η μεγιστοποίηση της παραγόμενης ενέργειας οικονομικά και ποια είναι η συμφέρουσα επιλογή της εγκατεστημένης ισχύος. Η βελτιστοποίηση της ενέργειας αποτελεί μια πιο απλή προσέγγιση και δίνει παρεμφερή αποτελέσματα με εκείνη της μεγιστοποίησης του καθαρού οφέλους, επομένως προτείνεται η χρήση της με έναν υψηλότερο συντελεστή δυναμικότητας ως περιορισμό. Συμπερασματικά, τα σημαντικά σημεία της εργασίας είναι η εμπειρική σχέση κόστους που αναπτύχθηκε και αφορά καθολικά ένα ΜΥΗΕ, η αύξηση του CF σε βελτιστοποιήσεις ενέργειας και η σημαντικότητα των υδραυλικών απωλειών στα αποτελέσματα.