1. Γενικά περί της σκοπιμότητας εισαγωγής υβριδικών σταθμών στα μη διασυνδεδεμένα ενεργειακά συστήματα

Transcript

1 Tεχνολογικό Eκπαιδευτικό Ίδρυμα Κρήτης Εργαστήριο Αιολικής Ενέργειας & Σύνθεσης Ενεργειακών Συστημάτων Εσταυρωμένος, 71004, Ηράκλειο Κρήτης. Ταχυδρομική Θυρίδα 1939, Tηλ-Fax (2810) , , URL: Πληροφορίες: Δημήτρης Κατσαπρακάκης Τηλ.: (2810) Fax: (2810) Προς: Ρυθμιστική Αρχή Ενέργειας Υπ όψιν: Κοινοποίηση: Έντυπο: Ε07-2 Ηράκλειο Αρ. Πρωτ.: 3199 Θέμα: Βασικές αρχές λειτουργίας, διαχείρισης και τιμολόγησης Υβριδικών Σταθμών σε μη διασυνδεδεμένα νησιά Σχετικά: Στα πλαίσια της δημόσιας διαβούλευσης, η οποία προκλήθηκε από τη Ρ.Α.Ε. σχετικά με τη λειτουργία, τη διαχείριση των Υβριδικών Σταθμών και την τιμολόγηση της ενέργειας σε μη διασυνδεδεμένα νησιά, ειδικότερα δε, σχετικά με το κείμενο που δημοσιεύθηκε από τη Ρ.Α.Ε. ως βάση για την προαναφερόμενη διαβούλευση, διατυπώνονται οι παρακάτω παρατηρήσεις. 1. Γενικά περί της σκοπιμότητας εισαγωγής υβριδικών σταθμών στα μη διασυνδεδεμένα ενεργειακά συστήματα Η σκοπιμότητα της συνδυασμένης λειτουργίας μίας μονάδας μη εγγυημένης παραγωγής ισχύος Α.Π.Ε. (π.χ. ένα αιολικό πάρκο) και μίας μονάδας αποθήκευσης ενέργειας (π.χ. ένα αναστρέψιμο υδροηλεκτρικό) σε ένα σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας είναι: Η μεγιστοποίηση της αξιοποίησης του διαθέσιμου δυναμικού της πρωτογενούς ανανεώσιμης πηγής ενέργειας, με την προσαρμογή της στοχαστικής παραγωγής ισχύος από μονάδα Α.Π.Ε. μη εγγυημένης ισχύος στην επίσης σχεδόν στοχαστική ζήτηση ισχύος, μέσω μονάδας αποθήκευσης ενέργειας. Τούτο επιτυγχάνεται με τη διαδοχή φάσεων αποθήκευσης και παραγωγής ενέργειας από τη μονάδα αποθήκευσης, συναρτήσει της χρονικής διακύμανσης της σχέσης της μη εγγυημένης παραγωγής ισχύος και της ζήτησης ισχύος. Η βελτίωση της συνολικής απόδοσης των υφιστάμενων συμβατικών μονάδων, και ειδικότερα, για τα ελληνικά απομονωμένα συστήματα, θερμοηλεκτρικών μονάδων, μέσω του περιορισμού της λειτουργίας των μονάδων αυτών σε μερικές φορτίσεις. Η μείωση του κόστους παραγωγής μέσω του περιορισμού της κατανάλωσης ακριβών ορυκτών καυσίμων και της μεγιστοποίησης της διείσδυσης των διαθέσιμων μορφών Α.Π.Ε. στο εκάστοτε απομονωμένο σύστημα. Ε 07/2 ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ & ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 1

2 2. Λειτουργία υβριδικών σταθμών σε μη διασυνδεδεμένα συστήματα Αποσκοπώντας στην επίτευξη των προαναφερόμενων, οι υβριδικοί σταθμοί, στους οποίους συνδυάζονται μία μονάδα μη εγγυημένης παραγωγής ισχύος Α.Π.Ε. (π.χ. ένα αιολικό πάρκο) και μία μονάδα αποθήκευσης ενέργειας (π.χ. ένα αναστρέψιμο υδροηλεκτρικό) μπορούν να λειτουργήσουν σε ένα ενεργειακά μη διασυνδεδεμένο σύστημα ως εξής: α. Παραλαμβάνοντας τις αιχμές ζήτησης ισχύος, υποκαθιστώντας θερμοηλεκτρικές μονάδες με υψηλό κόστος παραγωγής, βελτιώνοντας έτσι το συνολικό μέσο βαθμό απόδοσής τους και μειώνοντας το ειδικό κόστος παραγωγής του συστήματος [1-4]. β. Τη μεγιστοποίηση της διείσδυσης Α.Π.Ε. στο ενεργειακό ισοζύγιο, ανεξάρτητα χρονοδιαγράμματος, με την προσαρμογή της στοχατικής παραγωγής ισχύος από την πρωτογενή πηγή Α.Π.Ε. στη ζήτηση ισχύος, μέσω διαδοχικών εναλλαγών αποθήκευσης παραγωγής ενέργειας από το αναστρέψιμο υδροηλεκτρικό. Στην περίπτωση αυτή αποδίδεται ρόλος εφεδρείας στις θερμοηλεκτρικές μονάδες του συστήματος [5-16]. Τόσο ο νόμος 3468/2006 [17] και οι συμπληρωματικές σε αυτόν νομοθετικές διατάξεις, όσο και ο Κανονισμός Αδειών Παραγωγής [18], αλλά και το υπό συζήτηση σχέδιο λειτουργίας, αναφέρονται μόνο στην ανωτέρω πρώτη περίπτωση εισαγωγής υβριδικών σταθμών σε ενεργειακά συστήματα, αυτή δηλαδή της παραλαβής αιχμών ζήτησης ισχύος. Στα ανωτέρω νομοθετήματα ή σχέδια δεν γίνεται καμία νύξη σχετικά την προοπτική εισαγωγής υβριδικών σταθμών στα μη διασυνδεδεμένα ελληνικά νησιά, σύμφωνα με το δεύτερο τρόπο λειτουργίας. 3. Η παραλαβή των αιχμών ισχύος από υβριδικούς σταθμούς σε μη διασυνδεδεμένα συστήματα μικρούς μεγέθους Μετά από σειρά τεχνικοοικονομικών μελετών που έχουν εκπονηθεί από το Εργαστήριό μας, μπορεί να διατυπωθεί το ακόλουθο γενικό συμπέρασμα: Η εισαγωγή υβριδικών σταθμών σε ελληνικά μη διασυνδεδεμένα νησιωτικά συστήματα, αποκλειστικά για παραλαβή αιχμών ισχύος, βάσει του νόμου 3468/2006 και της σχετικής νομοθεσίας, μπορεί να είναι οικονομικά σκόπιμη για σταθμούς παραγωγής εγγυημένης ισχύος τουλάχιστον 10 MW και για τουλάχιστον 8 ώρες λειτουργία σε ονομαστική ισχύ ημερησίως. Για μικρότερες τιμές εγγυημένης ισχύος και για λιγότερες ώρες παραγωγής εγγυημένης ισχύος τα παραγόμενα ποσά εγγυημένης ενέργειας από τον υβριδικό σταθμό δεν είναι αρκούντως μεγάλα ώστε να επιφέρουν την εισροή εσόδων ικανών να εγγυηθούν τη βιωσιμότητα της επένδυσης. Ε 07/2 ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ & ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 2

3 Στον πίνακα 1 παρουσιάζονται χαρακτηριστικά στοιχεία ζήτησης ισχύος, όπως η μέση και η μέγιστη ετήσια ζήτησης ισχύος, σε μερικά τυπικά ελληνικά νησιωτικά μη διασυνδεδεμένα συστήματα. Νησί Μέση ετήσια ζήτηση ισχύος (MW) Μέγιστη ετήσια ζήτηση ισχύος (MW) Λόγος μέγιστης / προς μέση ετήσια ζήτηση ισχύος Έτος αναφοράς Κρήτη 330,58 610,60 1, Ρόδος 84,72 185,39 2, Λέσβος 29,01 57,00 1, Σάμος 18,80 36,80 1, Σαντορίνη 10,78 30,15 2, Λήμνος 6,51 13,00 2, Μήλος 4,40 9,64 2, Πάτμος 1,77 4,80 2, Αστυπάλαια 0,69 2,00 2, Κάρπαθος - Κάσος 3,37 8,08 2, Πίνακας 1: Χαρακτηριστικά στοιχεία ζήτησης ισχύος σε μερικά τυπικά μη διασυνδεδεμένα ελληνικά νησιωτικά συστήματα. Με βάση τα στοιχεία του πίνακα 1 αλλά και το προαναφερόμενο συμπέρασμα, συνάγεται ότι η εισαγωγή υβριδικών σταθμών σε ελληνικά νησιωτικά συστήματα, με βάση τα οριζόμενα στο νόμο 3468/2006 [17], μπορεί να είναι οικονομικά σκόπιμη σε νησιά με μέγεθος (σχετικά με την κλίμακα της ζήτησης ισχύος), τουλάχιστον αυτό της Σάμου. Ουσιαστικά δηλαδή, οι υβριδικοί σταθμοί μπορούν να εισαχθούν σε ένα πολύ περιορισμένο αριθμό ελληνικών νησιωτικών συστημάτων μέσου και μεγάλου μεγέθους, με βάση τα οριζόμενα στη σχετική νομοθεσία, δηλαδή με σκοπό την παραλαβή αιχμών ζήτησης ισχύος και μόνο. Για το μεγαλύτερο αριθμό ελληνικών νησιωτικών συστημάτων, μέσου και μικρού μεγέθους, η εισαγωγή υβριδικών σταθμών για παραλαβή αιχμών ισχύος και μόνο, αποδεικνύεται οικονομικά ασύμφορη. Τούτο προκύπτει λόγω του μεγάλου ποσοστού που έχουν τα πάγια αρχικά κόστη στη διαμόρφωση του συνολικού αρχικού κόστους ενός υβριδικού σταθμού, κόστος που δεν αποσβένυται λόγω της συνεπαγόμενης χαμηλής απασχόλησης του υβριδικού σταθμού. Στα συστήματα αυτά, οι υβριδικοί σταθμοί μπορούν να εισαχθούν μόνο με σκοπό τη μεγιστοποίηση της διείσδυσης Α.Π.Ε. στο ενεργειακό ισοζύγιο, καθιστώντας τις μονάδες Α.Π.Ε. ως μονάδες βάσης και αποδίδοντας ρόλο εφεδρείας στις θερμοηλεκτρικές μονάδες. Δυστυχώς η περίπτωση αυτή δεν καλύπτεται από το σε διαβούλευση σχέδιο λειτουργίας των υβριδικών σταθμών. Σχετικές συγκριτικές μελέτες είναι στη διάθεση των ενδιαφερομένων. Ε 07/2 ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ & ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 3

4 4. Σκοπιμότητα προγραμματισμού διάθεσης απορρόφησης εγγυημένης ισχύος Θεωρείται άσκοπη η διαδικασία προγραμματισμού η οποία προτείνεται στο υπό διαβούλευση σχέδιο λειτουργίας των υβριδικών σταθμών, τουλάχιστον όσον αφορά την παραγωγή εγγυημένης ισχύος από τους σταθμούς αυτούς (Παρ. 1.1 σημεία 4 & 5, Παρ. 1.2 σημείο 2, Παρ. 2.1 σημεία 1 5, Παρ. 2.2 σημεία 3 & 4 στο προτεινόμενο σχέδιο). Ένας υβριδικός σταθμός μελετάται, σχεδιάζεται και περιγράφεται στην άδεια παραγωγής να λειτουργεί με συγκεκριμένη παραγωγή εγγυημένης ισχύος για προκαθορισμένες ώρες ημερησίως, οι οποίες οπωσδήποτε περιλαμβάνουν τις αιχμές ζήτησης ισχύος. Τούτος ο προγραμματισμός είναι δεσμευτικός, τόσο για τον επενδυτή παραγωγό, όσο και για το διαχειριστή. Ο μεν πρώτος γνωρίζει ότι εντός των προκαθορισμένων χρονικών διαστημάτων ημερησίως θα πρέπει να διαθέσει συγκεκριμένη ηλεκτρική ισχύ στο δίκτυο, ο δε δεύτερος γνωρίζει ότι εντός των ιδίων χρονικών διαστημάτων θα πρέπει να την απορροφήσει. Η ικανότητα του παραγωγού να φανεί συνεπής στην υποχρέωση παραγωγής εγγυημένης ισχύος θα πρέπει να έχει εξασφαλισθεί από τον ίδιο κατά τη φάση σχεδιασμού του έργου. Επίσης, θα πρέπει να έχει αξιολογηθεί από τη Ρ.Α.Ε., κατά την εξέταση της αίτησής του για έκδοση άδειας παραγωγής. Η ικανότητα απορρόφησης από το δίκτυο της παραγόμενης συνολικά εγγυημένης ισχύος από όλους τους εγκατεστημένους και λειτουργούντες υβριδικούς σταθμούς σε ένα σύστημα, θα πρέπει να έχει ληφθεί υπόψη από τη Ρ.Α.Ε. κατά τη φάση χορήγησης αδειών παραγωγής στους υποψήφιους παραγωγούς. Κάθε σύστημα έχει μία συνολική δυνατότητα απορρόφησης εγγυημένης ισχύος από υβριδικούς σταθμούς, η οποία σαφώς προκύπτει από τη ζήτηση ισχύος. Όπως ακριβώς σήμερα προγραμματίζεται και προκηρύσσεται η έκδοση αδειών παραγωγής για σταθμούς Α.Π.Ε. μη εγγυημένης ισχύος για κάθε νησιωτικό σύστημα ξεχωριστά, με την ίδια ακριβώς διαδικασία, μπορεί να προβλεφθεί η συνολική εγγυημένη ισχύς υβριδικών σταθμών που μπορεί να αδειοδοτηθεί στα ίδια αυτά νησιωτικά συστήματα, προκειμένου να εξασφαλιστεί η απορρόφησή της. Εφόσον λοιπόν προηγηθεί σωστός σχεδιασμός τόσο από τη μεριά του παραγωγού, σχετικά με τη λειτουργία ενός συγκεκριμένου υβριδικού σταθμού, όσο και από τη μεριά της Ρ.Α.Ε., σχετικά με τις δυνατότητες του κάθε νησιωτικού συστήματος να δεχθεί υβριδικούς σταθμούς για παραλαβή αιχμών ισχύος, η διαδικασία προγραμματισμού παραγωγής και απορρόφησης εγγυημένης ισχύος σε ημερήσια βάση, όπως προτείνεται στο υπό διαβούλευση σχέδιο, κρίνεται και άσκοπη και εισάγει ένα σημαντικό πρόσθετο ημερήσιο φόρτο εργασίας. Με βάση τα ανωτέρω, κρίνονται άτοπα ή άκυρα όσα σημεία στο προτεινόμενο σχέδιο αναφέρονται στον ημερήσιο προγραμματισμό διάθεσης απορρόφησης εγγυημένης ισχύος. Η διαδικασία προγραμματισμού στη διάθεση απορρόφηση εγγυημένης ισχύος κρίνεται σκόπιμη μόνο στην περίπτωση που προκύπτει αδυναμία παροχής της προβλεπόμενης εγγυημένης ισχύος από τον υβριδικό σταθμό και για τις προβλεπόμενες ώρες, είτε λόγω χαμηλής διάθεσης πρωτογενούς Α.Π.Ε., είτε λόγω χαμηλών ποσών αποθηκευμένης ενέργειας, είτε λόγω μηχανικής βλάβης, κλπ. Σχετική αναφορά γίνεται παρακάτω. Ε 07/2 ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ & ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 4

5 5. Επενδυτικό ρίσκο λόγω προγραμματισμού διάθεσης απορρόφησης εγγυημένης ισχύος Πέραν των ανωτέρω, η διαδικασία προγραμματισμού διάθεσης και απορρόφησης εγγυημένης ισχύος που προτείνεται, εισάγει για τον παραγωγό ένα μεγάλο βαθμό αβεβαιότητας, σχετικά με τα οικονομικά χαρακτηριστικά της επένδυσης. Τούτο σαφώς προκύπτει από τη δυνατότητα που αφήνεται στο διαχειριστή να μη ζητήσει από κάποιον παραγωγό, στα πλαίσια του ημερήσιου προγραμματισμού απορρόφησης εγγυημένης ισχύος, όλη την εγγυημένη ισχύ για την οποία έχει αδειοδοτηθεί ο συγκεκριμένος υβριδικός σταθμός (Παρ. 1.1 σημείο 4, Παρ. 1.2 σημείο 2, Παρ. 2.1 σημείο 2, Παρ. 2.3 σημείο 2 στο προτεινόμενο σχέδιο). Η πιθανότητα μη απορρόφησης από το δίκτυο της ονομαστικής εγγυημένης ισχύος ενός υβριδικού σταθμού, συνεπάγεται αδυναμία κατάστρωσης ενός ακριβούς επενδυτικού πλάνου και ασφαλούς υπολογισμού των οικονομικών δεικτών του έργου, κατά τη φάση σχεδιασμού του. Τούτα είναι δυνατόν να οδηγήσουν αρκετούς επενδυτές σε αναποφασιστικότητα ή και ματαίωση των σχεδίων τους σχετικά με την εγκατάσταση υβριδικών σταθμών σε ένα σύστημα. 6. Αδυναμία διάθεσης εγγυημένης ισχύος από υβριδικό σταθμό Η διαδικασία προγραμματισμού στη διάθεση απορρόφηση εγγυημένης ισχύος κρίνεται σκόπιμη μόνο στην περίπτωση που προκύπτει αδυναμία παροχής της προβλεπόμενης εγγυημένης ισχύος από τον υβριδικό σταθμό και για τις προβλεπόμενες ώρες, είτε λόγω χαμηλής διάθεσης πρωτογενούς Α.Π.Ε., είτε λόγω χαμηλών ποσών αποθηκευμένης ενέργειας, είτε λόγω μηχανικής βλάβης, κλπ. Η περίπτωση αυτή, παρά τον ακριβή και ορθό σχεδιασμό ενός έργου, δεν μπορεί να αποκλειστεί. Σε μία τέτοια κατάσταση, ο παραγωγός σαφώς είναι υποχρεωμένος έγκαιρα, και οπωσδήποτε τουλάχιστον 24 ώρες πριν, να ενημερώσει το διαχειριστή για το χρονικό διάστημα κατά το οποίο εκτιμάται ότι ο υβριδικός σταθμός δεν θα μπορέσει να λειτουργήσει σύμφωνα με τις συμβασιοποιημένες υποχρεώσεις του. Η επιβολή προστίμου από το διαχειριστή στον παραγωγό που επανειλημμένα αδυνατεί να φανεί συνεπής με τις συμβασιοποιημένες υποχρεώσεις παραγωγής εγγυημένης ισχύος από τον υβριδικό σταθμό, όπως προβλέπεται στο υπό διαβούλευση σχέδιο, κρίνεται σωστή (Παρ. 2.4 σημεία 5 & 6 στο προτεινόμενο σχέδιο). 7. Απορρόφηση ενέργειας από το δίκτυο για πλήρωση των μονάδων αποθήκευσης Ο προγραμματισμός της λειτουργίας του υβριδικού σταθμού μπορεί να είναι σκόπιμος στην περίπτωση της απορρόφησης ενέργειας από το δίκτυο για πλήρωση των μονάδων αποθήκευσής του (Παρ. 1.1 σημεία 6 & 7, Παρ. 1.2 σημείο 3, Παρ. 2.1 σημεία 4, 6, 7 στο προτεινόμενο σχέδιο). Ακόμα βέβαια και σε αυτή την περίπτωση, μπορεί να σχεδιαστεί σε ετήσια βάση ένα σχετικά ακριβές χρονοδιάγραμμα απορρόφησης ισχύος από το δίκτυο για πλήρωση των μονάδων αποθήκευσης του υβριδικού σταθμού. Η ανάγκη για αποθήκευση ενέργειας από το δίκτυο μπορεί να προβλεφθεί, αν λάβουμε υπόψη ότι η ανάγκη αυτή εξαρτάται: Ε 07/2 ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ & ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 5

6 από τη διαθέσιμη ετήσια στοχαστική χρονοσειρά παραγωγής ισχύος από την πρωτογενή Α.Π.Ε., η οποία πρέπει να είναι γνωστή από την ετήσια χρονοσειρά διείσδυσης των μονάδων εγγυημένης ισχύος (π.χ. υδροστρόβιλοι) στη σύνθεση της συνολικής παραγωγής εγγυημένης ισχύος από τον υβριδικό σταθμό, η οποία σαφώς και πρέπει να είναι γνωστή, εφόσον υπάρχει ακριβώς ορισμένη η παραγωγή εγγυημένης ισχύος του υβριδικού σταθμού, τόσο όσον αφορά το μέγεθός της, όσο και τα χρονικά διαστήματα στα οποία τούτη παράγεται από το μέγεθος (χωρητικότητα) των αποθηκευτικών μονάδων του υβριδικού σταθμού (π.χ. όγκος δεξαμενών αναστρέψιμου υδροηλεκτρικού). Εφόσον τα ανωτέρω στοιχεία είναι γνωστά και ο σχεδιασμός της λειτουργίας του υβριδικού σταθμού έχει βασιστεί στην αξιοποίηση των διαθέσιμων στοχαστικών ετήσιων χρονοσειρών δεδομένων, μπορεί με πολύ μεγάλη ακρίβεια να προβλεφθεί για κάθε υβριδικό σταθμό η ετήσια χρονοσειρά απορρόφησης ισχύος από το δίκτυο, για πλήρωση των μονάδων αποθήκευσης. Ταυτόχρονα, πολύ σωστά προβλέπεται στο υπό διαβούλευση σχέδιο η υποχρέωση πρόβλεψης από το διαχειριστή της ετήσιας χρονοσειράς της συνολικής ισχύος των μονάδων βάσης του συστήματος, που είναι διαθέσιμη για πλήρωση των συστημάτων αποθήκευσης των υβριδικών σταθμών (Παρ. 1.2 σημείο 4 στο προτεινόμενο σχέδιο). Το δεδομένο αυτό, σε συνδυασμό με τις επιμέρους χρονοσειρές απορρόφησης ισχύος από τον κάθε υβριδικό σταθμό ξεχωριστά, μπορούν να επιτρέψουν την σε ετήσια βάση, καταρχήν πρόβλεψη της ετήσιας χρονοσειράς της ισχύος των μονάδων βάσης που θα διατίθεται για αποθήκευση σε κάθε υβριδικό σταθμό. Εν τούτοις, εξαιτίας του ότι η ανωτέρω διαδικασία στηρίζεται στη μέθοδο των χρονοσειρών, μία στοχαστική δηλαδή μέθοδο με σημαντική πιθανότητα αστοχίας, ο ημερήσιος προγραμματισμός μπορεί να είναι ουσιαστικός σε περιπτώσεις απόκλισης από το προσχεδιασμένο πλάνο στον προγραμματισμό απορρόφησης ισχύος δικτύου. Θα πρέπει τέλος να τονιστεί ότι κρίνεται εντελώς λανθασμένη η δυνατότητα απορρόφησης ισχύος από το δίκτυο για πλήρωση των μονάδων αποθήκευσης του υβριδικού σταθμού, μόνο εφόσον έχει προηγηθεί απαίτηση παραγωγής εγγυημένης ισχύος από το διαχειριστή (1.1 σημείο 6, Παρ. 1.2 σημείο 3, Παρ. 2.1 σημεία 4 & 6 στο προτεινόμενο σχέδιο). Καθώς η παραγωγή εγγυημένης ισχύος από τον υβριδικό σταθμό θα πρέπει να είναι σαφώς σχεδιασμένη και προκαθορισμένη, αναλόγως θα πρέπει να προκύπτει και η απορρόφηση ισχύος από το δίκτυο για πλήρωση των μονάδων αποθήκευσης. Η δυνατότητα αποθήκευσης ενέργειας από το δίκτυο θα πρέπει να βασίζεται στον ετήσιο προγραμματισμό αποθήκευσης, όπως παρουσιάστηκε παραπάνω, και σε καμία περίπτωση δεν θα πρέπει να περιορίζεται μόνο στις περιπτώσεις που έχει προηγηθεί από το διαχειριστή απαίτηση παραγωγής εγγυημένης ισχύος από τον υβριδικό σταθμό για συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα. 8. Τιμολόγηση λειτουργίας υβριδικών σταθμών Οι διαδικασίες τιμολόγησης της λειτουργίας του υβριδικού σταθμού, πέραν του επιβαλλόμενου προστίμου στην περίπτωση αδυναμίας παροχής της προβλεπόμενης εγγυημένης ισχύος και για το προβλεπόμενο χρονικό διάστημα, έχουν περιγραφεί αναλυτικά στον προηγηθέντα Κανονισμό Αδειών Παραγωγής [18] και δεν Ε 07/2 ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ & ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 6

7 θεωρείται σκόπιμο να συμπεριληφθούν ξανά μέσα στο παρόν σχέδιο (Παρ. 1.3, Παρ. 2.4 στο προτεινόμενο σχέδιο). Θα πρέπει ωστόσο να προβλεφθεί η δυνατότητα αλλαγής της τιμής της πωλούμενης εγγυημένης ενέργειας από τον παραγωγό προς το δίκτυο, όπως και της απορροφούμενης ενέργειας από το δίκτυο για την πλήρωση των μονάδων αποθήκευσης, σύμφωνα με τα μεταβαλλόμενα ειδικά κόστη παραγωγής των μονάδων αιχμής και βάσης αντίστοιχα. Επίσης θα πρέπει να προβλεφθεί η δυνατότητα αλλαγής της τιμής της πωλούμενης εγγυημένης ισχύος του υβριδικού σταθμού, με βάση τις μεταβαλλόμενες παραμέτρους που το καθορίζουν. 9. Αλλαγή στην εγγυημένη ισχύ των υβριδικών σταθμών Κρίνεται σωστή η δυνατότητα αλλαγής της εγγυημένης ισχύος του υβριδικού σταθμού ετησίως, όμως μόνο προς τα άνω (Παρ. 1.1 σημείο 3 στο προτεινόμενο σχέδιο). Πιθανή αλλαγή της τιμής της εγγυημένης ισχύος προς τα κάτω συνεπάγεται και πάλι αβεβαιότητα επενδυτικής απόφασης. 10. Δυνατότητα ταυτόχρονης παραγωγής και άντλησης Η ταυτόχρονη παραγωγή και άντληση σε ένα αναστρέψιμο υδροηλεκτρικό από ενεργειακή άποψη κρίνεται άτοπη (Παρ. 3.1 σημείο 1 στο προτεινόμενο σχέδιο). Σχετικά με τη σκοπιμότητά της σε ένα υβριδικό σταθμό, θα πρέπει να τονιστεί ότι, βάσει σειράς εκπονημένων μελετών υβριδικών σταθμών από το Εργαστήριό μας, το κόστος κατασκευής του αγωγού σύνδεσης των δύο δεξαμενών (εκσκαφές, σήραγγες, έργα αντιστήριξης, υλικά σωληνώσεων, μεταφορά υλικών, κλπ), ανέρχεται σε ένα ποσοστό της τάξης του 20-30% του συνολικού αρχικού κόστους του έργου. Το σημαντικότερο μερίδιο από το κόστος του αγωγού ανήκει στο κόστος των υλικών και στη μεταφορά των αγωγών στη θέση εγκατάστασης. Είναι προφανές ότι ένας διπλός αγωγός μπορεί να αυξήσει το κόστος του υβριδικού σταθμού κατά 20-25%. Αντιθέτως, δεν είναι και τόσο προφανές ότι το κέρδος από το πρόσθετο αυτό αρχικό κόστος θα αντισταθμιστεί μέσω της δυνατότητας ταυτόχρονης άντλησης. Δεν αποκλείουμε κάτι τέτοιο, όμως δεν μπορούμε να το θεωρήσουμε σίγουρο, αφού εξαρτάται σε μεγάλο ποσοστό από το εκάστοτε έργο. Σε κάθε περίπτωση, θεωρούμε ότι η δυνατότητα της ταυτόχρονης άντλησης δεν μπορεί να θεωρηθεί ως βασικό κριτήριο αξιολόγησης ενός υβριδικού σταθμού, πρώτιστα αναφερόμενο στη σχετική λίστα των επιθυμητών χαρακτηριστικών ενός τέτοιου έργου. Είναι ίσως περισσότερο ενδιαφέρουσα η περίπτωση λειτουργίας του αναστρέψιμου υδροηλεκτρικού όπως περιγράφεται στην αναφορά [19]. Σύμφωνα με την αναφορά αυτή, μέσω ενός συστήματος απευθείας διανομής εργαζόμενου μέσου (νερού) από την αντλία στον υδροστρόβιλο, είναι δυνατή η παροχή στο δίκτυο ισχύος από τους υδροστρόβιλους η οποία διαφορετικά θα διοχετευόταν από τις ανεμογεννήτριες. Με τον τρόπο αυτό επιτυγχάνονται: εξομάλυνση των διακυμάνσεων υψηλής συχνότητας και μικρού εύρους με τις οποίες χαρακτηρίζεται η παραγωγή ισχύος από τις ανεμογεννήτριες βελτίωση της ποιότητας της παραγόμενης ισχύος από τον υβριδικό σταθμό Ε 07/2 ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ & ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 7

8 μεγαλύτερη ευελιξία στους υδροστρόβιλους για παροχή επικουρικών υπηρεσιών (ρύθμιση συχνότητας, διατήρηση στρεφόμενης εφεδρείας, κλπ) πιθανότατα μικρότεροι απαιτούμενοι όγκοι δεξαμενών. Προκειμένου να επιτευχθούν τα ανωτέρω θα απαιτηθούν τα ακόλουθα, τα οποία, εν κατακλείδι, συνεπάγονται αύξηση του αρχικού κόστους του έργου: υπό προϋποθέσεις και αναλόγως με τα σενάρια λειτουργίας τους συστήματος, μεγαλύτερη εγκατεστημένη ισχύς αιολικών πάρκων κατασκευή της διάταξης τροφοδοσίας των υδροστροβίλων από τις αντλίες εγκατάσταση αντλιών μεταβαλλόμενης ισχύος. Η βελτίωση της ποιότητας της παραγόμενης ισχύος από τον υβριδικό σταθμό με την εισαγωγή του περιγραφόμενου συστήματος είναι αδιαμφισβήτητη. Η απάντηση στο ερώτημα: «κατά πόσο το πρόσθετο συνεπαγόμενο κόστος μπορεί να αποδειχτεί καθοριστικό για τη βιωσιμότητα της επένδυσης», δεν είναι μοναδική αφού εξαρτάται: από την κλίμακα του έργου από τα σενάρια λειτουργίας του (παραλαβή αιχμών ισχύος, μεγιστοποίηση της διείσδυσης Α.Π.Ε. σε ένα απομονωμένο σύστημα, αποκλειστική ή όχι διάθεση ισχύος στο σύστημα από τους υδροστρόβιλους, κλπ) τα τεχνικά χαρακτηριστικά των υδροδυναμικών μονάδων, τα οποία θα καθορίσουν τελικά το συνολικό βαθμό απόδοσής τους σε πλήρη και μερική λειτουργία. 11. Παροχή επικουρικών υπηρεσιών από τις ελεγχόμενες μονάδες παραγωγής του υβριδικού σταθμού Η παροχή επικουρικών υπηρεσιών από τις μονάδες παραγωγής εγγυημένης ισχύος του υβριδικού σταθμού (π.χ. υδροστρόβιλοι), η οποία αναφέρεται στο προτεινόμενο σχέδιο (Παρ. 2.2 σημείο 5, Παρ. 2.3 σημείο 3) στο προτεινόμενο σχέδιο) κρίνεται εν γένει σωστή, με τις ακόλουθες όμως προϋποθέσεις: Η παροχή επικουρικών υπηρεσιών (ρύθμιση συχνότητας ή τάσης, διατήρηση στρεφόμενης εφεδρείας, κλπ) από τον υβριδικό σταθμό και ειδικότερα από τις μονάδες εγγυημένης ισχύος αυτού, κρίνεται σκόπιμη και ουσιαστική μόνο στην περίπτωση που το μέγεθος της εγκατεστημένης ισχύος των μονάδων αυτών είναι συγκρίσιμο με τη ζήτηση ισχύος. Σε διαφορετική περίπτωση ένας υβριδικός σταθμός δεν μπορεί να παράσχει με επιτυχία τις ανωτέρω υπηρεσίες. Εφόσον η παροχή των ανωτέρω υπηρεσιών δεν εμπίπτει στις υποχρεώσεις παραγωγής εγγυημένης ισχύος από τον υβριδικό σταθμό (μέγεθος ισχύος και χρονικά διαστήματα παραγωγής), μετά την παροχή τους θα πρέπει να έπεται διάθεση ενέργειας από το δίκτυο για αναπλήρωση των μονάδων αποθήκευσης του σταθμού με ποσά ενέργειας ίσα με αυτά που δαπανήθηκαν για την παροχή των ζητούμενων επικουρικών υπηρεσιών. Ε 07/2 ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ & ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 8

9 12. Λειτουργία του υβριδικού σταθμού και ασφάλεια του συστήματος Κρίνεται άκυρη η πρόβλεψη για μείωση της παραγωγής της εγγυημένης ισχύος του υβριδικού σταθμού σε ένα ελάχιστο όριο, προκειμένου να εξασφαλιστεί η διατήρηση στρεφόμενης εφεδρείας των μονάδων εγγυημένης ισχύος, που θα επιτρέψει μεγαλύτερη διείσδυση μονάδων Α.Π.Ε. μη εγγυημένης ισχύος, βελτιώνοντας ταυτόχρονα την ασφάλεια του συστήματος (Παρ. 2.3 σημείο 2 στο προτεινόμενο σχέδιο). Η διατήρηση στρεφόμενης εφεδρείας μπορεί να επιτευχθεί μέσω των εφεδρικών μονάδων εγγυημένης ισχύος του υβριδικού σταθμού που οπωσδήποτε θα εγκατασταθούν για λόγους ασφάλειας στην παραγωγή εγγυημένης ισχύος. Η διατήρηση στρεφόμενης εφεδρείας από τις μονάδες εγγυημένης ισχύος του υβριδικού σταθμού πρέπει να είναι ανεξάρτητη από την παραγωγή εγγυημένης ισχύος. Ως εκ τούτου, η κατανάλωση αποθηκευμένων ποσών ενέργειας για τη διατήρηση στρεφόμενης εφεδρείας από τον υβριδικό σταθμό θα πρέπει να αναπληρώνεται με απορρόφηση ενέργειας από το δίκτυο. Η ενέργεια αυτή δεν θα συνυπολογίζεται στη συνολικά απορροφούμενη ετησίως ενέργεια από το δίκτυο για την πλήρωση των μονάδων αποθήκευσης του υβριδικού σταθμού που αντιστοιχεί στην παραγωγή εγγυημένης ισχύος. Επίσης, όσον αφορά τις μειώσεις στις φορτίσεις των θερμοηλεκτρικών μονάδων που θα προκύψουν από τη διείσδυση της εγγυημένης ισχύος των υβριδικών σταθμών (Παρ. 2.3 σημείο 1 στο προτεινόμενο σχέδιο), η ασφάλεια του συστήματος μπορεί να εξασφαλισθεί, επιτυγχάνοντας ταυτόχρονα σημαντική μείωση στο φόρτο εργασίας για το διαχειριστή, εφόσον προηγηθεί έγκυρη μελέτη του συστήματος και της δυνατότητας εγκατάστασης υβριδικών σταθμών για απαλοιφή αιχμών ισχύος σε αυτό από τη Ρ.Α.Ε. και χορήγηση αναλόγως αδειών παραγωγής στους αιτούντες. Οι παραπάνω απόψεις περιγράφουν τις θέσεις και τη γνώμη του Εργαστηρίου Αιολικής Ενέργειας και Σύνθεσης Ενεργειακών Συστημάτων σχετικά με την εισαγωγή υβριδικών σταθμών σε απομονωμένα ενεργειακά συστήματα, αλλά και γενικότερα σχετικά με τη μεγιστοποίηση της αξιοποίησης των διαθέσιμων δυναμικών Α.Π.Ε. στα ελληνικά νησιά, ιδιαίτερα δε της αιολικής ενέργειας. Είμαστε στη διάθεσή σας για οποιαδήποτε περαιτέρω διευκρίνιση σχετικά με τις ανωτέρω παρατηρήσεις μας, αλλά και για οποιαδήποτε περαιτέρω συμβολή μας κρίνεται χρήσιμη προς την κατεύθυνση της σύνταξης ενός ολοκληρωμένου και λειτουργικού Κανονισμού Λειτουργίας Υβριδικών Σταθμών για το σύνολο των ελληνικών μη διασυνδεδεμένων νησιωτικών συστημάτων. Με εκτίμηση Για το Εργαστήριο Αιολικής Ενέργειας και Σύνθεσης Ενεργειακών Συστημάτων Δημήτρης Αλ. Κατσαπρακάκης Δημήτρης Γ. Χρηστάκης Δρ. Μηχανολόγος Μηχανικός Επιστημονικός Συνεργάτης Τ.Ε.Ι. Κρήτης Καθηγητής Τ.Ε.Ι. Κρήτης Υπεύθυνος Εργαστηρίου Ε 07/2 ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ & ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 9

10 Αναφορές [1] Δ. Αλ. Κατσαπρακάκης, Γ.Δ. Χρηστάκης, Κ. Γ. Κονταξάκης, «Εισαγωγή Συστήματος Αντλησιοταμίευσης στο Υφιστάμενο Σύστημα Ηλεκτροπαραγωγής της Κρήτης», Τεχνικά Χρονικά, Επιστημονική Έκδοση Τ.Ε.Ε., Σειρά IV, τεύχος 1-2, σελ [2] Dimitris Al. Katsaprakakis, Dimitris G. Christakis, Arthouros Zervos, Dimitris Papantonis, Spiros Voutsinas, Pumped storage systems introduction in isolated power production systems, Renewable Energy, Volume 33, Issue 3, March 2008, Pages [3] Δ. Αλ. Κατσαπρακάκης, Γ.Δ. Χρηστάκης, «Χρήση αντλησιοταμίευσης στο σύστημα ηλεκτροπαραγωγής της Κρήτης», 3ο Εθνικό Συνέδριο «Η εφαρμογή των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, Προοπτικές και Προτεραιότητες προς το στόχο του 2010», Φεβρουαρίου 2005, Αθήνα. [4] Στεφανάκης Νικόλαος, Προσομοίωση του συστήματος της Κρήτης με υδροηλεκτρικό αναστρέψιμης λειτουργίας, διπλωματική εργασία, Ιούλιος 2002, Ε.Μ.Π., Τμήμα Μηχανολόγων. [5] Dimitris Al. Katsaprakakis, Dimitris G. Christakis, Emmanouel Voumvoulakis, Arthouros Zervos, Dimitris Papantonis, Spiros Voutsinas, Τhe introduction of wind powered pumped storage systems in isolated power systems with high wind potential, International Journal of Distributed Energy Resources, Volume 3, Number 2 (2007), Pages [6] Δ. Αλ. Κατσαπρακάκης, Γ.Δ. Χρηστάκης, «100% κάλυψη της ζήτησης ηλεκτρικής ισχύος στην Κρήτη από αιολικά πάρκα και αντλησιοταμίευση», 3ο Εθνικό Συνέδριο Η εφαρμογή των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, Προοπτικές και Προτεραιότητες προς το στόχο του 2010, Φεβρουαρίου 2005, Αθήνα. [7] Πέτρος Θεοδωρόπουλος, Μοντελοποίηση και διαστατολόγηση υβριδικού συστήματος - Εφαρμογή στην Ικαρία, διπλωματική εργασία, 2001, Ε.Μ.Π., Τμήμα Μηχανολόγων. [8] Κομνηνός Κ., Μεγιστοποίηση της διείσδυσης των ΑΠΕ στο ηλεκτρικό σύστημα της Λέσβου με χρήση Αντλησιοταμίευσης, διπλωματική εργασία, 2005, Ε.Μ.Π., Τμήμα Μηχανολόγων. [9] Ζ. Δ. Μαντάς, Π. Θεοδωρόπουλος, Γ. Μπέτζιος, Α. Ζερβός, Υβριδικό σύστημα με χρήση αντλησιοταμίευσης για μέγιστη διείσδυση της αιολικής ενέργειας στη νήσο Σέριφο, Δελτίο Πανελλήνιου Συλλόγου Διπλωματούχων Μηχανολόγων Ηλεκτρολόγων, Ιούνιος 2003, σελ [10] Tande J.O., Christakis D.G., Note on utilization of wind energy at Dia island, Greece, Risoe Nat. Lab, Technical Note, Roskilde [11] Mastorakis P., Betzios G., Kaldellis J., A proposal of installation of a combined wind-hydro station for the islands of Aegean sea NTUA_RENES National Conference on the application of soft energy sources, Athens, Ε 07/2 ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ & ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 10

11 [12] D. Manolakos, G. Papadakis, D. Papantonis and S. Kyritsis, A simulation-optimisation programme for designing hybrid energy systems for supplying electricity and fresh water through desalination to remote areas: Case study: the Merssini village, Donoussa island, Aegean Sea, Greece, Energy, Volume 26, Issue 7, July 2001, Pages [13] Δ. Αλ. Κατσαπρακάκης, Δ. Γ. Χρηστάκης, Η συνδιαχείριση του υδάτινου δυναμικού και της αιολικής ενέργειας, μοχλός ανάπτυξης της Λέσβου, 17ο Συνέδριο Πανελλήνιου Δικτύου Οικολογικών Οργανώσεων με θέμα «Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας», Μυτιλήνη, 7-9 Οκτωβρίου [14] D. Al. Katsaprakakis, D.G. Christakis, A Wind Parks, Pumped Storage and Diesel Engines Power Production Hybrid System for the power production in Astypalaia, European Wind Energy Conference & Exhibition 2006, 27 February 2 March 2006, Athens, Greece. [15] K. Protopapas, S. Papathanassiou, Operation of hybrid wind pumped storage systems in isolated island grids, Proc. MedPower 2004, Nov. 2004, Lemessos. [16] Nicholson G, Somerville W.M. et al., Foula island wind-hydro-diesel hybrid power scheme, Commission control programming and early operation, 1992, B.W.E.A. conference, (proceedings), [17] Νόμος υπ αριθμό 3468, «Παραγωγή Ηλεκτρικής Ενέργειας από Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας και Συμπαραγωγή Ηλεκτρισμού και Θερμότητας Υψηλής Απόδοσης και λοιπές διατάξεις», Αρ. Φύλλου 129, Τεύχος Πρώτο / 27 Ιουνίου [18] «Κανονισμός Αδειών Παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με χρήση Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας και μέσω Συμπαραγωγής Ηλεκτρισμού και Θερμότητας Υψηλής Απόδοσης», Αρ. Δ6/Φ1/οικ.5707, Αρ. Φ.Ε.Κ. 448, Τεύχος Δεύτερο / 3 Απριλίου [19] G. Piernavieja, J. Pardilla, J. Schallenberg, C. Bueno, El Hierro: 100% RES - An innovative project for islands International Conference: RES for island tourism and water, EREC, Crete, Greece, 26-28/5/2003. Ε 07/2 ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟΥ ΑΙΟΛΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ & ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ 11