Σχεδίαση και λειτουργία καινοτόμου υβριδικού σταθμού εγγυημένης ισχύος

Transcript

1 ΤΕΧΝΙΚΟ ΕΠΙΜΕΛΗΤΗΡΙΟ ΕΛΛΑΔΟΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΟ ΤΜΗΜΑ ΕΥΒΟΙΑΣ Με την συμμετοχή των : Τ.Ε.Ε. Δωδεκανήσου - Τ.Ε.Ε. Κερκύρας Τ.Ε.Ε./Τ.Α. Κρήτης - Τ.Ε.Ε. ΒΑ Αιγαίου Και των Ν.Ε. Κυκλάδων του Τ.Ε.Ε. - Ε.Τ.Ε. Κύπρου 6 ΣΥΝΕΔΡΙΟ ΝΗΣΙΩΤΙΚ 1ncDi«t>cDci4KQN ΤΕ Ε οο Ιουνίου 2008 Σχεδίαση και λειτουργία καινοτόμου υβριδικού σταθμού εγγυημένης ισχύος Εισήγηση : Απόστολος Ευθυμιάδης, Δρ. Μηχανικός, Διπλ. Μηχ/γος-Ηλ/γος Μηχανικός ΤΕΧΝΟΜΕΤΡΙΚΗ επε

2 Η σημερινή κατάσταση της αιολικής ενέργειας στις νησιωτικές περιοχές Μέγιστη εγκατεστημένη ισχύος αιολικών: ~30% της αιχμής του φορτίου Συμμετοχή των αιολικών στην κάλυψη του ενεργειακού φορτίου ~10% Αποζημίωση ηλεκτρικής ενέργειας ~8,0 λεπτά ανά kwh

3 Το τίμημα της πετρελαϊκής κιλοβατώρας Τίμημα καυσίμου (πετρέλαιο ντήζελ) ~700 με 800 /kwh Μέσος βαθμός απόδοσης μίας ντηζελογεννήτριας αιχμής : 34% Τίμημα κιλοβατώρας λόγω καυσίμου : 18,5 λ/kwh Οριακή τιμή του συστήματος : >25 λ/kwh

4 Το τίμημα της πετρελαϊκής κιλοβατώρας (2) Σταθερή τιμή εγκατάστασης νέας ισχύος : /kw Τοκοχρεωλυτικός συντελεστής : ~0,1 (1 + ε)ν.ε (1 + ε)ν-1

5 Το σταθερό τίμημα παραγωγής Νέα μονάδα ΑΣΠ με βάση την ΜΕΚ (450 /kw) Σταθερό τίμημα παραγωγής ( /kwh) Ωρες λειτουργίας ετησίως 8000

6 Προβλήματα συνεργασίας Α/Γ με πετρελαιομηχανές εσωτερικής καύσεως Ριπές ανέμου και μεταβαλόμενες εντάσεις Μεταβαλόμενα φορτία στις ΜΕΚ και κυκλικές καταπονήσεις Σπινθηρισμός τάσεως (Flickering) Αποκοπή Α/Γ σε μεγάλες ταχύτητες ανέμου

7 Προβλήματα ευστάθειας Σταθεροποίηση φορτίου/συχνότητας Ζήτηση ισχύος = Προσφορά ισχύος Σταθεροποίηση τάσεως/αέργων

8 Προβλήματα αιχμών

9 Ηλεκτρική διασύνδεση νησιωτικής Ελλάδας; Πότε; πυιυς ) Πόσα MW ; 2015 ; ΔΕΣΜΗΕ; Μεγάλες Εταιρείες; 2000 έως 5000; Οικονομική ανταπόδοση ; Επιπτώσεις στο περιβάλλον; Επιπτώσεις σε πολιτισμό/τουρισμό;

10 Σχ. 23: Τοπολογία Εσωτερικής Διασύνδεσης 2

11 Εναλλακτική πρόταση : ήπια ανάπτυξη ΑΠΕ με υβριδικά Πότε; Άμεσα ^ Ποιος ; Οι πάντες και κυρίως οι εντόπιοι Πόσα MW ; Έως 2 έως 3 φορές την αιχμή Οικονομικά ; 25 έως 40 /MWh Επιπτώσεις στο περιβάλλον; ~ Επιπτώσεις σε πολιτισμό/τουρισμό ~

12 Συσσωρευτής Redox VRB

13 Εξομάλυνση ισχύος Α/Γ

14 Επιτήρηση αποθήκης Redox Κατάσταση φορτίσεως

15 Στοιχεία παραγωγής Α/Γ με συσσωρευτή Redox

16 Η έννοια του υβριδικού σταθμού Κάθε σταθμός παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας που α) Χρησιμοποιεί μία, τουλάχιστον, μορφή Α. Π. Ε. β) Η συνολική ενέργεια που απορροφά από το Δίκτυο, σε ετήσια βάση, δεν υπερβαίνει το 30% της συνολικής ενέργειας που καταναλώνεται για την πλήρωση του συστήματος αποθήκευσης του σταθμού αυτού. γ) Η μέγιστη ισχύς παραγωγής των μονάδων του σταθμού Α.Π.Ε. δεν μπορεί να υπερβαίνει την εγκατεστημένη ισχύ των μονάδων αποθήκευσης του σταθμού αυτού, προσαυξημένη κατά ποσοστό μέχρι 20%.»

17 Προτεινόμενη υβριδική διάταξη Α/Γ με συσσωρευτή Redox

18 Προτεινόμενη υβριδική διάταξη Φ/Β με συσσωρευτή Redox 1,2 MW Φ/Β 1,2 MW 1 MW /... / DC/DC DC/AC ΣΥΣΤΟΙΧΙΑ ΣΥΣΣΩΡΕΥΤΩΝ 4000 kwh

19 Υποθέσεις προσομοίωσης υβριδικού συστήματος Α/Γ στην Πάτμο Αρ Ενεργειακή παράμετρος Μονάδα Τιμή Ε1 Ε2 Ετήσια ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (έτος 2004) Αιχμή ζήτησης ηλεκτρικού φορτίου (έτος 2004) kw h kw 4000 Ε3 Ισχύς στιβάδας κυψελώ ν (εγγυημένη ισχύς) kw 500 Ε4 Ε5 Αποθηκευτική ικανότητα συσσω ρευτή Redox Ισχύς Α/Γ υβριδικού, συνδεδεμένης με το δίκτυο kw h 4000 kw 600 Ε6 Ισχύς Α/Γ 2, μη συνδεδεμένης με το δίκτυο kw X

20 Αρ. Ο ικονομική πα ρά μ ετρος Μ ον. Τιμή Ο Ι Α ξία εγκ α τεσ τη μ ένη ς Α /Γ /k W Α ξία εγκ α τεσ τη μ ένου σ υσσω ρευτή με α ποθηκευτικ ή ς ικανότη τα ς 8 ω ρώ ν. /k W h Ιδια σ υμμετοχή σ την επένδυση % 30% 0 4 Ε πιδότηση του ανα πτυξια κού νόμου στην επένδυση % 45% 0 5 Ε πενδυτικό δάνειο στην επένδυση διά ρκεια ς 14 ετώ ν % 25% 0 6 Ε πιτόκιο δανεισ μ ού % 9% 0 7 Τιμή διά θεσ η ς kw h από σ υσσω ρευτή /k W h 0, Τιμή διά θεσ η ς εγγυ η μ ένη ς ισ χύος /k W Τιμή διά θεσ η ς ενέρ γεια ς από Α /Γ1 /k W h 0,0846 ο ι ο Τιμή π ρ ο μ ή θεια ς σ υμβατικής k W h από το δίκτυο /k W h 0,2 O i l Ε τή σ ια έξοδα σ υντή ρ η σ η ς (% του ύ ψ ο υ ς επένδυσ ης) % 5%

21 Υπόθεση μεσαίας διείσδυσης αιολικής ενέργειας στο ισοζύγιο Συνολική παραγωγή ΑΠΕ Ωφέλιμη παραγωγή ΑΠΕ Ζήτηση Φορτίου Εκφόρτιση συσσωρευτή

22 Βέλτιστο αποτέλεσμα π C ΠΠΠ πππ Αθροιστικά ίδια κεφάλαια ( ) λ πππ πππ ο πππ πππ ΠΠΠ ΠΠΠ I τ Τ τ 1 I m Λ, 1 I 1I πππ πππ Ετος επένδυσης

23 60% 25% Ποσοστό ενέργειας (%) 50% 40% 30% 20% 10% 20% 15% 10% 5% Εσωτερικός βαθμός απόδοσης επένδυσης (IRR) % 0% 0% 100% 200% 300% 400% 500% 600% 700% Συνολική ισχύς Α/Γ σταθμού (ως ποσοστό επί της ισχύος Α/Γ υβριδικού)

24 Υβριδικό 1,0 MW με Φ/Β 1,2 MW Εγκατεστημένη ισχύς Φ/Β kw 1.310,90 Εγκατεστημένη ισχύς συσσωρευτών kw 1.111,11 Αποθηκευτική ικανότητα συσσωρευτών kwh 4.000,00 Εγγυημένη ισχύς kw 1.000,00 Έξοδα εγκατάστασης Κόστος Φ/Β ,51 Κόστος συσσωρευτών ,00 Συνολικό κόστος εγκατάστασης ,51

25 Φ/Β 1,2 MW Πρόσπτωση ακτινοβολίας σε επίπεδο κλίσης 40ο, για την τυπική μέρα του Απριλίου (kwh/m2/ημέρα). Ενέργεια προς το δίκτυο για την τυπική μέρα του Απριλίου.

26 Ενέργεια από και προς τους συσσωρευτές για τη μέρα του Απριλίου με μειωμένη ηλιοφάνεια 1200,00 ι Ενί ρνειαυιο δίκτυο από τα φωτοβολταϊκά Ενέρνεια στο δίκτυο από τους συσσωρευτές 1000,00 800,00 600, ,00 III.1 X, Φόρτιση των συσσωρευτών από τα φωτοβολταϊκά Φόρτιση των συσσωρευτών από το δίκτυο Ενέρνειαπου αποδίδουν οι συσσωρευτές στο δίκτυο

27 Συμπεράσματα Άμεση δυνατότητα αύξησης διείσδυσης αιολικής ενέργειας στο 50% Δυνατότητα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας με οικονομικά ανταποδοτικό τρόπο Δυνατότητα βελτίωσης της ευστάθειας και της ποιότητας της παραγόμενης ισχύος Οικονομικώς ανταποδοτικά υβριδικά Φ/Β με ισχύουσες τιμές kwh από Φ/Β Οικονομικά ωφέλεια για την εθνική οικονομία