Γιατί είναι αναγκαία η συνέργια μεταξύ τους

Transcript

1 Διαχείριση ενέργειας σε κτίρια - Έξυπνο ηλεκτρικό δίκτυο: Γιατί είναι αναγκαία η συνέργια μεταξύ τους Τσιαμήτρος Δημήτριος Δρ Ηλεκτρολόγος Μηχανικός & Μηχανικός Υπολογιστών Επίκουρος Καθηγητής ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας Μέλος Αντιπροσωπείας ΤΕΕ/ΤΔΜ ΤΔΜ Αντιπρόεδρος ΠΣΔΜΗ Δυτικής Μακεδονίας Σύμβουλος του φοιτητικού παραρτήματος ASHRAE ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων

2 Οι πόλεις καταναλώνουν και μολύνουν. 2/3 της παγκόσμιας κατανάλωσης ενέργειας (ΕΕ:: 70 %) 60% της παγκόσμιας κατανάλωσης νερού Υπεύθυνες για το 70% των αερίων του θερμοκηπίου Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 2

3 50% του παγκόσμιου πληθυσμού ζει στις πόλεις. ΕΕ: : 68 %. Παγκόσμια Πρόβλεψη για το 2050: Αύξηση στο 70% Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 3

4 Αυξανόμενη ζήτηση για κτίρια και οικίες Αύξηση εφαρμογών Power2Heat (Αντλίες( θερμότητας), Power2Gas, ηλεκτρικά αυτοκίνητα (EVs) 40% της κατανάλωσης τελικής ενέργειας 21% των παραγόμενων αερίων του θερμοκηπίου Άρα αυξανόμενη ζήτηση ενέργειας (κυρίως ηλεκτρικής) Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 4

5 Δέσμευση για αύξηση της συμμετοχής Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) στο ενεργειακό μείγμα. Όμως αυτές: Α) Έχουν διακυμάνσεις και είναι εξαρτώμενες από τις καιρικές συνθήκες (σχετικά απρόβλεπτες τοπικά). Β) Άρα ασυσχέτιστες με τη ζήτηση. Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 5

6 Παράδειγμα για το (Α) Γερμανία: Εγκατεστημένη Ισχύς ΑΠΕ Αξιόπιστη Ισχύς ΑΠΕ Από μελέτες: Όσο αυξάνεται η εγκατεστημένη ισχύς ΑΠΕ, μειώνεται το ποσοστό της εξασφαλισμένης αξιόπιστης παροχής ισχύος τους. Source: Technische Universität Darmstadt, Dipl.-Ing. Lutz Steiner Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 6

7 Παράδειγμα για το (Β) DUCK CURVE ΗΠΑ (California Independent System Operator (ISO)) Λόγω υψηλής διείσδυσης ΑΠΕ (πχ. Prosumers-αυτοπαραγωγοί αυτοπαραγωγοί), οι συμβατικοί σταθμοί πρέπει να ανταποκριθούν σε μεγάλες διακυμάνσεις της ζήτησης (α-κοιλάδες και β-μεγάλος ρυθμός ανάληψης φορτίου). Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 7

8 Με αυτούς του ρυθμούς διακυβεύεται η αξιόπιστη παροχή ενέργειας Η ζήτηση των πόλεων θα ξεπεράσει την εγκατεστημένη ισχύ παροχής Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 8

9 ΠΙΘΑΝΕΣ ΛΥΣΕΙΣ: ΑΝΑΒΑΘΜΙΣΗ ΕΠΕΚΤΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ ΕΝΤΟΣ ΤΟΥ ΑΣΤΙΚΟΥ ΙΣΤΟΥ (ΑΚΡΙΒΗ). ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ (ΚΥΡΙΩΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΑ). ΧΡΟΝΙΚΗ ΜΕΤΑΘΕΣΗ ΖΗΤΗΣΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΕΚΜΕΤΑΛΛΕΥΟΜΕΝΟΙ ΤΗ ΘΕΡΜΙΚΗ ΑΔΡΑΝΕΙΑ ΚΤΙΡΙΩΝ (Από μελέτες η πιο αποτελεσματική, έτοιμη τεχνολογικά και λιγότερο κοστοβόρα) Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 9

10 Χρονική μετάθεση ζήτησης ποιες συσκευές μπορούν να βοηθήσουν; Α) θερμοστατικά ελεγχόμενες συσκευές Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 10

11 Χρονική μετάθεση ζήτησης ποιες συσκευές μπορούν να βοηθήσουν; B) Συσκευές αποθήκευσης ενέργειας Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 11

12 Χρονική μετάθεση ζήτησης ποιες συσκευές μπορούν να βοηθήσουν; Γ) Άλλες ηλεκτρικές συσκευές Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 12

13 Χρονική μετάθεση ζήτησης πώς μπορούν να βοηθήσουν οι καταναλωτές; Ανταποκρινόμενοι σε μειωμένες τιμές παρεχόμενης ηλεκτρικής ενέργειας (hourly variations of energy price). Ανταποκρινόμενοι σε περιόδους υψηλής διείσδυσης ΑΠΕ στο ενεργειακό μείγμα. Ανταποκρινόμενοι σε κίνητρα (οικονομικά, περιβαλλοντικά - μείωση CO 2, κτλ). Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 13

14 Χρονική μετάθεση ζήτησης υπάρχουν θετικές τάσεις προς αυτή την κατεύθυνση; Απόδοση κτιρίων Η ενεργειακή απόδοση κτιρίων είναι επίκαιρη (ΚΕΝΑΚ) και η διείσδυση συστημάτων κτιριακών αυτοματισμών (ΚΝΧ) Κινητικότητα Η ζήτηση «πράσινης κινητικότητας» αυξάνεται Υποδομές Τα έξυπνα δίκτυα Ευρωπαϊκή οδηγία: Έξυπνοι μετρητές οθόνη ενημέρωσης καταναλωτή εντός της οικίας Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 14

15 Χρονική μετάθεση ζήτησης ποιες τεχνολογίες μπορούν να βοηθήσουν; Σύμφωνα με το European Smart Grids Task Force, το ΚΝΧ είναι η πιο έτοιμη τεχνολογία προς αυτή την κατεύθυνση Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 15

16 ISI- Fraunhofer (Karlsruhe- Germany) ETH- Zurich ugreen - Basel Smart4Network (Horizon2020 LCE ΧΩΡΕΣ 14 εταίροι) TEIWM - coordinator TU-Wien NETX-Wien UAS-Wien TU- Helsinki (AALTO) VIRTA Ltd Helsinki NTU- Athens Istanbul Technical Uni (ITU) Uni Patras ECONAIS Enerjisa (AYEDAS) Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 16

17 Αρμοδιότητες των άλλων εταίρων (τμήματα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών): - Συμβατότητα μεταξύ πρωτοκόλλων επικοινωνίας (πχ KNX με TCP/IP, GSM και άλλα). - Ασφάλεια (Internet Security) - Ανάπτυξη εφαρμογών V2G και τεχνολογιών για άτομα ηλικιωμένα ή με ειδικές ανάγκες Οι εταίροι με τα κόκκινα γράμματα: Ανάπτυξη σχημάτων απόκρισης της ζήτησης (Development of Demand Response Schemes) εκμεταλλευόμενοι ΚΥΡΙΩΣ τη θερμική αδράνεια κτιρίων, τα θερμοστατικά ελεγχόμενα φορτία και την ευελιξία ηλεκτρικών αυτοκινήτων Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 17

18 Χρονική μετάθεση ζήτησης ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΨΥΓΕΙΟΥ Ελβετία: Phelix intra-day trading prices, 20 Aug data: epexspot.com Christoph Orth, Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 18

19 Φινλανδία: ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΝΤΛΙΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Deadband όρια Τ για θερμική άνεση, DR period: ακριβή ενέργεια M. Ali, A. Safdarian, and M. Lehtonen, Demand response potential of residential HVAC loads considering users preferences, in IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe, Oct. 2014, Istanbul, Turkey. Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 19

20 Φινλανδία: ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΝΤΛΙΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Deadband όρια Τ για θερμική άνεση, DR period: ΦΘΗΝΗενέργεια M. Ali, A. Safdarian, and M. Lehtonen, Demand response potential of residential HVAC loads considering users preferences, in IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe, Oct. 2014, Istanbul, Turkey. Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 20

21 Φινλανδία: ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΑΝΤΛ. ΜΕ ΘΕΡΜΟΔΟΧΕΙΟ Priority ΑΚΡΙΒΗ ενέργεια, Charging power: ΦΟΡΤΙΣΗ ΘΕΡΜΟΔΟΧΕΙΟΥ M. Ali, A. Safdarian, and M. Lehtonen, Demand response potential of residential HVAC loads considering users preferences, in IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe, Oct. 2014, Istanbul, Turkey. Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 21

22 Φινλανδία: ΤΥΠΙΚΕΣ ΚΑΜΠΥΛΕΣ ΧΕΙΜΩΝΑ M. Ali, J. Jokisalo, K. Siren, and M. Lehtonen, Combining the demand response of direct electric space heating and partial thermal storage using LP optimization, Electric Power Systems Research, vol. 106, pp , Jan Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 22

23 Φινλανδία: ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΑΝΤΛ. ΜΕ 40 % ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ Penalty price: για αλλαγή ορίων θερμικής άνεσης M. Ali, J. Jokisalo, K. Siren, and M. Lehtonen, Combining the demand response of direct electric space heating and partial thermal storage using LP optimization, Electric Power Systems Research, vol. 106, pp , Jan Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 23

24 Φινλανδία: ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ HVAC ME ΑΠΕ Τυπικό δίκτυο με 40 MVA κύριο υποσταθμό, 16 υποσταθμοί 20 kv, 40 ανεμογεννήτριες 40 MW στον κύριο υποσταθμό, 600 HVAC με θερμοδοχεία M. Ali, M. Degefa, M. Humayun, A. Safdarian, and M. Lehtonen, Increased utilization of wind generation by coordinating the demand response and real-time thermal rating, IEEE Transactions on Power Systems, in press (accepted for publication), Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 24

25 Ποια η θέση του ΤΕΙΔΜ - ΤΕΕ/ΤΔΜ; Η ομάδα αποτελείται από: 7 Μηχανολόγους και Ηλεκτρολόγους Μηχανικούς και Μηχανικούς Υπολογιστών μέλη του ΤΕΕ (3 μόνιμοι καθηγητές του ΤΕΙΔΜ,, 5 κάτοχοι ΔΔ,, 2 ΜΠΣ) Τουλάχιστον 7 Μηχανολογους και Ηλεκτρολόγους Μηχανικούς ΤΕ (μέλη ΕΤΠ του ΤΕΙΔΜ και κάτοχοι ΜΠΣ) Μόνιμη συνεργασία με: ΕΜΠ σχολή ΗΜΜΥ, Παν. Παν Πατρών Τμ. Πολ. Μηχ., Πολυτεχνείο Κωνσταντινούπολης τμ. ΗΜΜΥ, Πολυτεχνείο Ελσίνκι τμ. ΗΜΜΥ. και σας περιμένουμε για ιδέες συνεργασία. Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 25

26 Ποια η θέση του ΤΕΙΔΜ - ΤΕΕ/ΤΔΜ; Ενεργειακή αναβάθμιση δύο σχολείων στον Άγιο Γερμανό Πρεσπών από Ζ σε Β+: Θερμομόνωση (περιμετρική και οροφής), αντλίες θερμότητας, κτλ Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 26

27 Ερευνητικό έργο ΓΓΕΤ σε συμβατότητα ΚΝΧ με τεχνολογίες έξυπνων δικτύων Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 27

28 Protection of the environment through the promotion of biomass for f substitution of fossil fuels in heating and power generation (BIOFOSS( BIOFOSS): Υλοποίηση έργων Ενεργειακή επιθεώρηση 15 δημοσίων κτιρίων σε Αμύνταιο, Λέχοβο, Βαρικό, Φιλώτα. BIOFOSS Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 28

29 Protection of the environment through the promotion of biomass for f substitution of fossil fuels in heating and power generation (BIOFOSS( BIOFOSS): Υλοποίηση έργων Μονάδα παραγωγής pellet, λέβητας βιομάζας και μικρή τηλεθέρμανση σε δύο κοντινά σχολεία στο Λέχοβο. BIOFOSS Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 29

30 Protection of the environment through the promotion of biomass for f substitution of fossil fuels in heating and power generation (BIOFOSS( BIOFOSS): project.eu Υλοποίηση έργων. BIOFOSS Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 30

31 Επιστημονικός συνεργάτης KNX από το 2012 ( (πρωτο ΑΕΙ στην Ελλάδα) με παρουσίαση εργασίας στο διεθνές συνέδριο ΚΝΧ: Εκδήλωση που έγινε ταυτόχρονα σε 60 χώρες με live streaming και ακόμα on line στο CXag Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 31

32 Μεταπτυχιακά προγράμματα: Διατμηματικό Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας και Διαχείριση Ενέργειας σε κτίρια, ΞΕΧΩΡΙΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ: ΕΞΥΠΝΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ Σχεδιασμός Έξυπνων Κτιρίων ΚΝΧ) (ΚΝΧ Schneider Ελλάς ΑΕ χορηγός του ΜΠΣ, χορηγώντας πληθώρα εξειδικευμένων συσκευών ΚΝΧ για το ΜΠΣ. Συνεργασία με σχολή ΔΕΔΔΗΕ (σχολή στη Φλώρινα) Συνεργασία με ΕΜΠ Σχ. Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχ. Υπ. Συνεργασία με ΤΕΙ Πειραιά Τμ. Μηχανολόγων Μηχανικών ΤΕ Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 32

33 Πιστοποίηση ΚΝΧ και ASHRAE: ΣΥΝΤΟΜΑ ΣΤΟ ΚΕΝΤΡΙΚΟ SITE ΤΟΥ ΤΕΙΔΜ Ανακοινώνονται σεμινάρια πιστοποίησης ΚΝΧ για Μηχανικούς Πανεπιστημίων και ΤΕΙ: ΚΝΧ BASIC COURSE KNX Advanced Course Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 33

34 Πιστοποίηση ΚΝΧ και ASHRAE: ΠΡΩΤΟ ΦΟΙΤΗΤΙΚΟ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ASHRAE ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΣΤΟ ΤΕΙΔΜ (ΤΟ ΤΜΗΜΑ / ΦΟΙΤΗΤΙΚΟ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ASHRAE) ΕΠΕΙΔΗ ΠΡΕΠΕΙ Η ΓΝΩΣΗ ΝΑ ΜΕΤΑΔΙΔΕΤΑΙ ΔΙΑΘΕΤΟΥΜΕ ΒΙΒΛΙΟΘΗΚΗ ΜΕ HVAC ASHRAE HANDBOOKS!!!!!!!!!!!!!!!!! Παρουσία (3o ASHRAE technical Conference TEE/TKM 14/05/2016) International Conference in Buildings and Transportation 2016 (ASHRAE) Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 34

35 Συνέργεια: ΤΕΕ/ΤΔΜ ΤΔΜ Περιφέρεια ΔΜ, Δήμος Γρεβενών, ΤΕΙΔΜ, βάσει προγραμματικής σύμβασης ΤΗΛΕΘΕΡΜΑΝΣΗ ΓΡΕΒΕΝΩΝ ΜΕ ΒΙΟΜΑΖΑ Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 35

36 Συνέργεια: ΤΕΕ/ΤΔΜ ΤΔΜ Περιφέρεια ΔΜ, Δήμος Γρεβενών, ΤΕΙΔΜ, βάσει προγραμματικής σύμβασης ΤΗΛΕΘΕΡΜΑΝΣΗ ΓΡΕΒΕΝΩΝ ΜΕ ΒΙΟΜΑΖΑ Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 36

37 Το νέο εργαστήριο ΠΟΛΟΣ ΕΛΞΗΣ ΓΙΑ ΕΡΓΑ Στιγμιότυπα από τη δημιουργία του χώρου Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 37

38 ISI- Fraunhofer (Karlsruhe- Germany) Smart4Network (Horizon2020 LCE ΧΩΡΕΣ 14 εταίροι) TU-Wien NETX-Wien UAS-Wien AALTO University VIRTA Ltd Helsinki ETH-Zurich ugreen - Basel TEIWM - coordinator Uni Patras ECONAIS NTU-Athens Istanbul Technical Uni (ITU) Enerjisa (AYEDAS) Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων 38

39 Smart4Network (Horizon2020 LCE ΧΩΡΕΣ 14 εταίροι) Ανάπτυξη δέκτη και πομπού energy data Broadcasting. Ανάπτυξη και του πρωτοκόλλου και κατοχύρωση.. ( (και επειδή δεν έχουμε όλοι αντλίες οι θερμοσίφωνές, τα ενεργειακά δεδομένα θα αφορούν και τιμές φυσικού αερίου ή τιμές τηλεθέρμανσης με βιομάζα και όχι μόνο) Προσαρμογή των δεκτών σε υπάρχουσες και νέες ηλεκτρικές συσκευές με σήμανση. Συσκευές από αντλίες θερμότητας, ψυγεία μέχρι ηλεκτρικά αυτοκίνητα. Ανάπτυξη gateway με KNX για ενσωμάτωση των σημάτων σε σενάρια ΚΝΧ. Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων

40 Smart4Network (Horizon2020 LCE ΧΩΡΕΣ 14 εταίροι) Κίνητρα για την κοινωνική αποδοχή της νέας τεχνολογίας οικονομικά, (οικονομικά περιβαλλοντικά, assistive technologies για ηλικιωμένους και άτομα με αναπηρία, smart phones applications). Νέες υπηρεσίες από παρόχους ενέργειας για αυτοπαραγωγούς και για κατόχους. Πιλοτική εφαρμογή των νέων τεχνολογιών σε Κωνσταντινούπολη Πριγκιπονήσια), (Πριγκιπονήσια Κοζάνη, Καρλσρούη. Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων

41 Smart4Network (Horizon2020 LCE ΧΩΡΕΣ 14 εταίροι) Συνέργια 4 τεχνολογιών: IoT,, Broadcasting, KNX, V2I. Η 2 η και η 3 η αφορά κυρίως θερμοστατικά ελεγχόμενα φορτία. Το εργαστήριο είναι ο συντονιστής κατά τη φάση της συγγραφής και σε περίπτωση έγκρισης, κατή την υλοποίηση, θα συμβάλει στο σχεδιασμό. Θα δοκιμάσει τις νέες τεχνολογίες στο εργαστήριο των μικροδικτύων Θα αναλάβει την πιλοτική εγκατάσταση της Κοζάνης Συζητήσεις με τους Ευρωπαϊκούς φορείς (EDSO for Smart Grids, ENTSOe,, KNX, κτλ) Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων

42 ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ????? Εργαστήριο Διαχείρισης Ενέργειας και Έξυπνων Δικτύων Δημήτριος Τσιαμήτρος