ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ-ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗ ΑΥΤΟΝΟΜΩΝ ΥΒΡΙΔΙΚΩΝ ΣΤΑΘΜΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΗΣ ΒΑΣΗΣ

Η Ευρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ) έχει υιοθετήσει εδώ και μακρό χρονικό διάστημα στρατηγικές για την εφαρμογή πολιτικών σχετικών με την προώθηση των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ), με τον πλέον πρόσφατο στόχο να δεσμεύει τα κράτη μέλη για την επίτευξη -σε επίπεδο ΕΕ- της κάλυψης του 20% της ακαθάριστης κατανάλωσης ενέργειας με τη χρήση ΑΠΕ μέχρι το 2020. Στα πλαίσια αυτά, η Ελλάδα καλείται να συμμορφωθεί με αντίστοιχους εθνικούς στόχους, σύμφωνα με τους οποίους η συμμετοχή των ΑΠΕ στην εγχώρια ακαθάριστη κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας πρέπει μέχρι το 2020 να ανέλθει σε 40%, λαμβάνοντας ταυτόχρονα υπόψη πως η μέχρι τώρα συνεισφορά περιορίζεται στα επίπεδα του 12%. Ως εκ τούτου, οι φιλόδοξοι στόχοι που τίθενται από την Ελληνική Πολιτεία είναι δυνατόν να πραγματοποιηθούν μόνο στην περίπτωση που ικανή και μεγάλης κλίμακας διείσδυση ΑΠΕ λάβει χώρα τα επόμενα χρόνια στην ελληνική επικράτεια.

Για το σκοπό αυτό, αναγκαία πρέπει να θεωρείται η άμεση αξιοποίηση περιοχών με χαρακτηριστικά υψηλής ποιότητας δυναμικού ΑΠΕ, όπως για παράδειγμα η περιοχή του Αιγαίου Πελάγους. Γίνεται έτσι αντιληπτό πως η άρση των τεχνικών περιορισμών που εμφανίζονται σε αυτόνομα ενεργειακά συστήματα με υψηλής ποιότητας δυναμικό ΑΠΕ (όπως τα νησιωτικά ηλεκτρικά δίκτυα του Αιγαίου Πελάγους) αποκτά ιδιαίτερη σημασία για την επίτευξη ικανής διείσδυσης ΑΠΕ. Για την αντιμετώπιση εγγενών περιοριστικών παραγόντων της ηλεκτροπαραγωγής από ΑΠΕ (π.χ. μεταβαλλόμενη περιοδικά ή και στοχαστικά ενεργειακά παραγωγή) και την επίτευξη αυξημένης εκμετάλλευσης του εγχώριου δυναμικού, η εφαρμογή υβριδικών σταθμών ανανεώσιμης βάσης με τη συμμετοχή διαφόρων τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη ενεργειακή λύση.

Αναλογιζόμενοι τα ανωτέρω, η εν λόγω ερευνητική προσπάθεια αποσκοπεί αφενός στη σε βάθος αξιολόγηση διαφορετικών τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας για την υποστήριξη της λειτουργίας υβριδικών σταθμών ανανεώσιμης βάσης σε αυτόνομα ηλεκτρικά δίκτυα, δίνοντας ταυτόχρονα έμφαση σε καινοτόμες τεχνολογίες υδρογόνου, και αφετέρου στον καθορισμό προδιαγραφών βέλτιστης λειτουργίας για τα συστήματα αυτά μέσω της διεξαγωγής πειραματικών διαδικασιών και αναλυτικών προσομοιώσεων.

«Ολοκληρωμένη μελέτη των υφιστάμενων δομών ηλεκτροπαραγωγής για αυτόνομα ηλεκτρικά δίκτυα και απομονωμένους καταναλωτές – Διερεύνηση των ορίων μέγιστης διείσδυσης συστημάτων ΑΠΕ και του ρόλου των τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας»

Αντικείμενο της Δράσης 2 αποτελεί η διερεύνηση των περιθωρίων για σταδιακή αντικατάσταση των καθιερωμένων μέχρι σήμερα συμβατικών μεθόδων ηλεκτροπαραγωγής για την εξυπηρέτηση αυτόνομων ηλεκτρικά δικτύων και απομονωμένων καταναλωτών (δηλαδή υποκατάσταση λειτουργίας συμβατικών θερμικών σταθμών και αυτόνομων μονάδων ηλεκτροπαραγωγών ζευγών) από τεχνολογίες ανανεώσιμης βάσης με ή χωρίς την παρουσία συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας.

Στη Δράση 2 περιλαμβάνονται οι ακόλουθες επιμέρους δράσεις:

Δ2.Α Καταγραφή και ανάλυση δεδομένων ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας τόσο σε επίπεδο αυτόνομου δικτύου όσο και σε επίπεδο απομονωμένου καταναλωτή, χρησιμοποιώντας αντιπροσωπευτικές περιπτώσεις, μη διασυνδεδεμένων νησιωτικών δικτύων -διαφορετικής κλίμακας- και μη διασυνδεδεμένων καταναλωτών αντίστοιχα.

Δ2.Β Παρουσίαση συμβατικών μεθόδων ηλεκτροπαραγωγής για την ικανοποίηση απομονωμένων καταναλωτών και αυτόνομων ηλεκτρικά δικτύων σε συνδυασμό με συγκέντρωση και επεξεργασία στοιχείων αναφορικά με το υφιστάμενο δυναμικό σταθμών παραγωγής στην περίπτωση των απομονωμένων δικτύων.

Δ2.Γ Ανάλυση κόστους ηλεκτροπαραγωγής και περιβαλλοντικών επιπτώσεων που οφείλονται στη λειτουργία των θερμικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής και των αυτόνομων πετρελαϊκών συστημάτων ηλεκτροπαραγωγών ζευγών για την ικανοποίηση των ηλεκτρικών αναγκών σε επίπεδο αυτόνομου δικτύου και απομονωμένου καταναλωτή αντίστοιχα.

Δ2.Δ Καταγραφή δυναμικού ΑΠΕ σε ολόκληρη την ελληνική επικράτεια ώστε να προσδιορισθούν όρια περιοχών (ζωνών) με διαφορετικά χαρακτηριστικά (κυρίως αιολικής και ηλιακής ενέργειας).

Δ2.Ε Καταγραφή μονάδων ΑΠΕ σε λειτουργία και αντιπαραβολή του υφιστάμενου δυναμικού με τις απαιτήσεις για παραγωγή καθαρής ηλεκτρικής ενέργειας βάσει της σχετικής νομοθεσίας.

Δ2.ΣΤ Εξέταση εμποδίων που περιορίζουν την περαιτέρω διείσδυση καθαρής ενέργειας από τεχνολογίες ΑΠΕ, ώστε να τεκμηριωθεί η ανάγκη προώθησης υβριδικών σταθμών ανανεώσιμης βάσης με τη συμμετοχή συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας.

ΠΑΡΑΔΟΤΕΑ:

A. Τεχνική Έκθεση “2.1” με βάση τα ερευνητικά αποτελέσματα της Δράσης 2

B. Τεχνική Έκθεση “2.2” με βάση τα ερευνητικά αποτελέσματα της Δράσης 2

 

«Μοντελοποίηση λειτουργίας υβριδικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής ανανεώσιμης βάσης με τη συμμετοχή συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας»

Αντικείμενο της Δράσης 3 είναι η συστηματική μελέτη της λειτουργίας υβριδικών συστημάτων ενέργειας ανανεώσιμης βάσης με συμμετοχή διαφορετικών συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας. Η μελέτη των συστημάτων θα πραγματοποιηθεί με την ανάπτυξη αντίστοιχων μοντέλων προσομοίωσης. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στην προσομοίωση συστημάτων χρήσης υδρογόνου σε συνδυασμό με μονάδα κυψελών καυσίμου.

Στη Δράση 3 περιλαμβάνονται οι ακόλουθες επιμέρους δράσεις:

Δ3.Α Παρουσίαση συγκεκριμένων εναλλακτικών λύσεων, στα πλαίσια συνεργασίας τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας και μονάδων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για τη συγκρότηση υβριδικών σταθμών ανανεώσιμης βάσης και την ικανοποίηση των ηλεκτρικών αναγκών αυτόνομων δικτύων και απομονωμένων καταναλωτών.

Δ3.Β  Μοντελοποίηση λειτουργίας σταθμών φωτοβολταϊκής βάσης (με ή χωρίς τη συμμετοχή θερμικών μονάδων) σε συνεργασία με διαφορετικά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας (π.χ. διάφοροι τύποι ηλεκτρικών συσσωρευτών, μονάδα παραγωγής υδρογόνου σε συνδυασμό με κυψέλες καυσίμου, κ.λπ.).

Δ3.Γ Μοντελοποίηση λειτουργίας σταθμών αιολικής βάσης (με ή χωρίς τη συμμετοχή θερμικών μονάδων) σε συνεργασία με διαφορετικά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας (π.χ. διάφοροι τύποι ηλεκτρικών συσσωρευτών και μονάδα παραγωγής υδρογόνου σε συνδυασμό με κυψέλες καυσίμου).

Δ3.Δ Μοντελοποίηση λειτουργίας σταθμών αιολικής και φωτοβολταϊκής βάσης σε συνεργασία με διαφορετικά συστήματα αποθήκευσης ενέργειας (π.χ. διάφοροι τύποι ηλεκτρικών συσσωρευτών και μονάδα παραγωγής υδρογόνου σε συνδυασμό με κυψέλες καυσίμου).

ΠΑΡΑΔΟΤΕΑ:

A. Τεχνική Έκθεση “3.1” με βάση τα ερευνητικά αποτελέσματα της Δράσης 3

B. Δημοσίευση ή Ανακοίνωση “3.2” με βάση τα ερευνητικά αποτελέσματα της Δράσης 3

 

«Εγκατάσταση και πειραματική λειτουργία μικρής-κλίμακας πιλοτικού υβριδικού σταθμού στο ΤΕΙ Πειραιά, με τη συμμετοχή διαφορετικών συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας. Θεωρητική και πειραματική σύγκριση-αξιολόγηση της ενεργειακής συμπεριφοράς των υπό εξέταση συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας»

Αντικείμενο της Δράσης 4 είναι η πειραματική λειτουργία μικρού πιλοτικού υβριδικού σταθμού ΑΠΕ στο ΤΕΙ Πειραιά με τη συμμετοχή νέων ηλεκτρικών συσσωρευτών σύγχρονου τύπου και μονάδας παραγωγής υδρογόνου μέσω ηλεκτρόλυσης σε συνδυασμό με κυψέλες καυσίμου. 

Στη Δράση 4 περιλαμβάνονται οι ακόλουθες επιμέρους δράσεις:

Δ4.Α Αναβάθμιση και πειραματική λειτουργία του υφιστάμενου πιλοτικού υβριδικού σταθμού στο ΤΕΙ Πειραιά με χρήση του υφιστάμενου εξοπλισμού, σε συνδυασμό με νέες, διαφορετικές τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας (διαφορετικοί σύγχρονου τύπου ηλεκτρικοί συσσωρευτές και μονάδα παραγωγής υδρογόνου μέσω ηλεκτρόλυσης σε συνδυασμό με κυψέλες καυσίμου).

Δ4.Β Συστηματική και αναλυτική καταγραφή πειραματικών μετρήσεων που αφορούν στην ενεργειακή συμπεριφορά της πειραματικής εγκατάστασης, την ηλιακή ακτινοβολία, τη θερμοκρασία περιβάλλοντος, την ταχύτητα ανέμου κ.ά., καθώς και σε επιπλέον ενεργειακά δεδομένα για διαφορετικές τοπολογίες συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας.

Δ4.Γ Συστηματικός έλεγχος των πειραματικών μετρήσεων. Επεξεργασία πειραματικών δεδομένων και υπολογισμός ενεργειακής αποδοτικότητας των επιμέρους υπό διερεύνηση λύσεων.

Δ4.Δ Προσδιορισμός πειραματικού σφάλματος και σύγκριση του επιπέδου σφάλματος με υφιστάμενα στοιχεία. Συστηματική κατάταξη των πειραματικών μετρήσεων και παρουσίαση σχετικών διαγραμμάτων-αποτελεσμάτων.

Δ4.Ε Αντιπαραβολή θεωρητικών (από την προσομοίωση λειτουργίας) και πειραματικών (από τη λειτουργία της πειραματικής εγκατάστασης) αποτελεσμάτων για την αξιολόγηση των μοντέλων προσομοίωσης καθώς και αντιπαραβολή των πρώτων με τα αποτελέσματα χρήσης καθιερωμένων λογισμικών προσομοίωσης λειτουργίας υβριδικών συστημάτων, τα οποία και αξιοποιούνται για την ενίσχυση της αξιοπιστίας των αναπτυχθέντων μοντέλων.

ΠΑΡΑΔΟΤΕΑ:

A. Τεχνική Έκθεση “4.1” με βάση τα ερευνητικά αποτελέσματα της Δράσης 4

B. Δημοσίευση ή Ανακοίνωση “4.2” με βάση τα ερευνητικά αποτελέσματα της Δράσης 4

 

«Οικονομοτεχνική και περιβαλλοντική αξιολόγηση των υπό εξέταση συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας για την υποστήριξη υβριδικών σταθμών ανανεώσιμης βάσης σε επίπεδο κύκλου ζωής»

Αντικείμενο της Δράσης 5 αποτελεί η ανάπτυξη  ολοκληρωμένου πλαισίου αξιολόγησης των υπό μελέτη τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας σε συνεργασία με υβριδικούς σταθμούς ανανεώσιμης βάσης, με εισαγωγή οικονομοτεχνικών και περιβαλλοντικών κριτηρίων σε επίπεδο ανάλυσης κύκλου ζωής. Η εφαρμογή του εν λόγω πλαισίου αξιολόγησης αποσκοπεί στην επιλογή του καταλληλότερου κάθε φορά συστήματος αποθήκευσης ενέργειας (αναλόγως της μελέτης περίπτωσης) και την ανάδειξη βέλτιστων –σύμφωνα με τα τιθέντα κριτήρια- και ανταγωνιστικών - ως προς τα αντίστοιχα συμβατικά θερμικά συστήματα- υβριδικών διατάξεων ηλεκτροπαραγωγής ανανεώσιμης βάσης.

Στη Δράση 5 περιλαμβάνονται οι ακόλουθες επιμέρους δράσεις:

Δ5.Α Συγκριτική αξιολόγηση των υπό εξέταση συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας βάσει οικονομοτεχνικής ανάλυσης σε επίπεδο κύκλου ζωής για υποστήριξη επιλεγμένων υβριδικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής βασισμένων σε ΑΠΕ, για αντιπροσωπευτικές περιπτώσεις εφαρμογής.

Δ5.Β Συγκριτική αξιολόγηση των υπό εξέταση συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας βάσει περιβαλλοντικής ανάλυσης σε επίπεδο κύκλου ζωής για υποστήριξη επιλεγμένων υβριδικών σταθμών ηλεκτροπαραγωγής βασισμένων σε ΑΠΕ, για αντιπροσωπευτικές περιπτώσεις εφαρμογής.

Δ5.Γ Αξιολόγηση δυνατοτήτων συστημάτων αποθήκευσης υδρογόνου σε συνδυασμό με μονάδα κυψελών καυσίμου με βάση οικονομικοτεχνικά και περιβαλλοντικά κριτήρια, σε σχέση με τις υφιστάμενες αντίστοιχες συμβατικές τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας.

Δ5.Δ Επιλογή του καταλληλότερου κάθε φορά συστήματος αποθήκευσης ενέργειας αναλόγως εφαρμογής και αντιπαραβολή των αποτελεσμάτων οικονομοτεχνικής και περιβαλλοντικής αξιολόγησης με τα αντίστοιχα στοιχεία για τη λειτουργία θερμικών μονάδων και αυτόνομων πετρελαϊκών συστημάτων ηλεκτροπαραγωγών ζευγών.

ΠΑΡΑΔΟΤΕΑ:

A. Τεχνική Έκθεση “5.1” με βάση τα ερευνητικά αποτελέσματα της Δράσης 5

Β. Τεχνική Έκθεση “5.2” με βάση τα ερευνητικά αποτελέσματα της Δράσης 5

Γ. Δημοσίευση ή Ανακοίνωση “5.3” με βάση τα ερευνητικά αποτελέσματα της Δράσης 5

 

«Οργάνωση, παρακολούθηση και διασφάλιση ποιότητας του έργου - Διάχυση πληροφορίας, αποτελεσμάτων και συμπερασμάτων»

Αντικείμενα της Δράσης 6 αποτελούν αφενός ο διαρκής έλεγχος της πορείας του έργου και ο συντονισμός των εμπλεκομένων προσώπων και αφετέρου η δημοσιοποίηση των αποτελεσμάτων σε συνδυασμό με την κατάθεση προτάσεων για την αντιμετώπιση των υφιστάμενων προβλημάτων ηλεκτροπαραγωγής σε αυτόνομα ηλεκτρικά συστήματα, βάσει των προτεινόμενων λύσεων.

Στη Δράση 6 περιλαμβάνονται οι ακόλουθες επιμέρους δράσεις:

Δ6.Α Διαχείριση και έλεγχος της πορείας του έργου-συντονισμός των μελών της Κεντρικής και της Δευτερεύουσας Ερευνητικής Ομάδας. Έλεγχος ποιότητας των παραδοτέων του έργου.

Δ6.Β Παρακολούθηση των τυπικών διαδικασιών του έργου, επικοινωνία με τις κεντρικές δράσεις και σύνταξη των ετήσιων εκθέσεων προόδου.

Δ6.Γ Δημοσιοποίηση και διάχυση των αποτελεσμάτων του έργου.

Δ6.Δ Ανάπτυξη και συνεχής υποστήριξη σχετικής ιστοσελίδας, έκδοση σχετικού έντυπου υλικού, κ.λπ.

Δ6.Ε Κατάθεση σχετικών προτάσεων στους εμπλεκόμενους φορείς αναφορικά με την αντιμετώπιση των προβλημάτων που επιφέρουν οι καθιερωμένες  μέθοδοι ηλεκτροπαραγωγής σε αυτόνομα συστήματα και την προοπτική αντικατάστασης τους από υβριδικά συστήματα ανανεώσιμης βάσης με τη συμμετοχή τεχνολογιών υδρογόνου-κυψελών καυσίμου ή άλλων κατάλληλων συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας.

ΠΑΡΑΔΟΤΕΑ:

Α. Ανάπτυξη Ιστοσελίδας για τη διάδοση των αποτελεσμάτων του έργου, τόσο κατά τη διάρκεια όσο και μετά το πέρας του

Β. Ετήσια Έκθεση Προόδου “1” για το πρώτο έτος υλοποίησης του έργου

Γ. Ετήσια Έκθεση Προόδου “2” για το δεύτερο έτος υλοποίησης του έργου

Δ. Ετήσια Έκθεση Προόδου “3” για το τρίτο έτος υλοποίησης του έργου

Ε. Έκθεση Προτάσεων στους Αρμόδιους Φορείς για την αξιοποίηση των ερευνητικών αποτελεσμάτων του έργου