Ενεργειακή αυτάρκεια και ανθεκτικότητα τον 21ο αιώνα: Διερεύνηση εκσυγχρονισμού των ενεργειακών υποδομών της Ιεράς Μονής Δοχειαρίου Αγίου Όρους

Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την ενεργειακή μετάβαση και τον εκσυγχρονισμό των υποδομών της Ιεράς Μονής Δοχειαρίου στο Άγιο Όρος, με στόχο την απεξάρτησή της από γεννήτριες πετρελαίου (diesel) και την επίτευξη ενεργειακής αυτονομίας. Λαμβάνοντας υπόψη τις ιδιαιτερότητες των μη διασυνδεδεμένων δικτύων, καθώς και τους αυστηρούς θρησκευτικούς και περιβαλλοντικούς περιορισμούς του Καταστατικού Χάρτη του Αγίου Όρους, προτείνεται ο σχεδιασμός ενός προηγμένου υβριδικού συστήματος Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας. Σε θεωρητικό επίπεδο, διερευνώνται οι τεχνολογίες της ηλιακής ενέργειας, της αποθήκευσης μέσω αντλησιοταμίευσης και της αξιοποίησης βιομάζας. Το κύριο βάρος της εργασίας επικεντρώνεται στο τεχνικό και υπολογιστικό σκέλος. Με βάση δεδομένα που συλλέχθηκαν κατά τη διάρκεια οδοιπορικού στη Μονή, καθώς και ιστορικά κλιματολογικά δεδομένα, πραγματοποιήθηκε αναλυτική διαστασιολόγηση του υβριδικού συστήματος με γνώμονα τον μηδενισμό του ετήσιου ενεργειακού ελλείμματος. Η προτεινόμενη λύση συνθέτει τρεις βασικούς άξονες: 1. Φωτοβολταϊκά: Υπολογίστηκε η βέλτιστη εγκατάσταση 292 σύγχρονων φωτοβολταϊκών πλαισίων για την κάλυψη της κύριας ζήτησης, αξιοποιώντας υφιστάμενες βάσεις στήριξης, πετυχαίνοντας δείκτη αξιοπιστίας περίπου 58%. 2. Αντλησιοταμίευση: Ως κύρια μονάδα αποθήκευσης, διαστασιολογήθηκε ταμιευτήρας ωφέλιμης χωρητικότητας 200 kWh. Το μέγεθος αυτό προέκυψε ως το βέλτιστο σημείο σχεδιασμού, επιτυγχάνοντας δείκτη αξιοπιστίας 70% και αποφεύγοντας φαινόμενα φθινουσών αποδόσεων. 3. Βιομάζα: Ενσωματώθηκε μονάδα Συμπαραγωγής Ηλεκτρισμού και Θερμότητας (ΣΗΘ) ονομαστικής ηλεκτρικής ισχύος 50 kWel και θερμικής ισχύος 120 kWth. Μετατοπίζοντας την προτεραιότητα του συστήματος από την κάλυψη θερμικών αναγκών στον στρατηγικό ηλεκτρικό ετεροχρονισμό, η τελική αξιοπιστία εκτοξεύθηκε στο 100%. Συμπερασματικά, η μελέτη αναδεικνύει την τεχνική υπεροχή της αντλησιοταμίευσης έναντι των χημικών συσσωρευτών. Η κύρια επιστημονική συνεισφορά της εργασίας έγκειται στη διαμόρφωση ενός ευέλικτου, επεκτάσιμου μεθοδολογικού πλαισίου που μπορεί να εφαρμοστεί για τον ενεργειακό σχεδιασμό και άλλων μοναστηριών ή απομονωμένων κοινοτήτων.