Τεχνολογίες Αποθήκευσης Ηλεκτρικής Ενέργειας για τα Νησιωτικά Συστήµατα Γιάννης Χατζηβασιλειάδης Μηχ.-Ηλεκ., Μέλος της ΜΕΕ/ΤΕΕ

Τεχνολογίες Αποθήκευσης Ηλεκτρικής Ενέργειας για τα Νησιωτικά Συστήµατα Γιάννης Χατζηβασιλειάδης Μηχ.-Ηλεκ., Μέλος της ΜΕΕ/ΤΕΕ 1. Εισαγωγή Η διείσδυση των ανανεώσιµων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ) στα νησιά υστερεί απαγοητευτικά µε αποτέλεσµα η κάλυψη των αναγκών σε ηλεκτρική ενέργεια (ΗΕ) να βασίζεται στο πετρέλαιο. Η µετάβαση από τα σηµερινά συµβατικά δίκτυα µε τους κεντρικούς σταθµούς παραγωγής στα µελλοντικά δίκτυα µε µεγάλη διείσδυση της αποκεντρωµένης παραγωγής, κυρίως ΑΠΕ και συµπαραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και θερµότητας (ΣΗΘ), συνεπάγεται την ανάπτυξη και εφαρµογή νέων τεχνολογιών και το κατάλληλο θεσµικό πλαίσιο. Η µεγάλη πρόκληση όµως είναι η ανάπτυξη τεχνολογιών αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας, ηλεκτρονικών ισχύος και τεχνολογιών πληροφορικής και επικοινωνιών (ICT) για τη διαχείριση του δικτύου. Η κατάλληλη µείξη των µορφών ΑΠΕ, λαµβάνοντας υπόψη τη συµπληρωµατικότητά τους, µπορεί να αυξήσει τη διείσδυσή τους στο ηλεκτρικό σύστηµα. Ικανοποιητική διείσδυση των ΑΠΕ στα αδύνατα συστήµατα των νησιών µε αξιοπιστία και ασφάλεια µπορεί να επιτευχθεί µε τεχνικές διαχείρισης της ζήτησης, καθώς και µε αποθήκευση έµµεσα όπως µε αφαλάτωση και αποθήκευση νερού, µε την παραγωγή-αποθήκευση θερµότητας/ψύχους, µε τις µπαταρίες των ηλεκτρικών αυτοκινήτων µελλοντικά. Η αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας επιβάλλεται να γίνεται µόνο όταν αυτή προέρχεται από τις ΑΠΕ για τον περιορισµό των εκποµπών CO 2. Τα συστήµατα αποθήκευσης µπορούν να βελτιώσουν την ασφάλεια και αξιοπιστία των νησιωτικών συστηµάτων καλύπτοντας τη ζήτηση µε οικονοµικό τρόπο και επιτυγχάνοντας µεγάλη διείσδυση των ΑΠΕ. Αυτά µπορούν να αναπτυχθούν σαν αποκεντρωµένες µονάδες στο δίκτυο µικρής σχετικά ισχύος ή σαν κεντρικές µονάδες µεγαλύτερης ισχύος χρησιµοποιώντας τις κατάλληλες τεχνολογίες και λαµβάνοντας υπόψη ότι δεν υπάρχει µια µοναδική τεχνολογία που να µπορεί να καλύψει όλες τις ανάγκες των δικτύων. 2. Τεχνολογίες Αποθήκευσης ΗΕ για τα ίκτυα Τα συστήµατα αποθήκευσης έχουν δύο βασικές παραµέτρους, την ισχύ και την ενέργεια. Η διάρκεια της εκφόρτισης είναι ο χρόνος εκφόρτισης στην ονοµαστική ισχύ µετά από πλήρη φόρτιση, πχ ισχύς 1ΜW µε ικανότητα αποθήκευσης 3MWh εκφράζεται 1MW για 3 ώρες. Οι τεχνολογίες αποθήκευσης αναφέρονται σε απ ευθείας αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας (όπως υπερ-πυκνωτές-supercaps και υπεραγώγιµη µαγνητική ενέργεια-smes σε εξέλιξη) και σε έµµεση αποθήκευση, δηλαδή µε την µετατροπή σε µια άλλη µορφή ενέργειας στον κύκλο, όπως είναι η µηχανική ενέργεια (στατική και δυναµική), η ηλεκτροχηµική µε αξιόλογο αριθµό τεχνολογιών σε εξέλιξη, η θερµική ενέργεια και η θερµοχηµική ενέργεια. Οι πλέον ώριµες σήµερα τεχνολογίες αποθήκευσης (κύκλος AC to AC) µε αξιόλογες εφαρµογές στα ηλεκτρικά δίκτυα και µε γνωστό κόστος είναι: Τεχνολογίες και εφαρμογές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε νησιωτικές περιοχές, ΤΕΕ,ΤΕΕ Τμ Δωδ/νήσου,8-9 Μαΐου,2009:Ρόδος 1

- οι αντλητικοί/υδροηλεκτρικοί σταθµοί ή αναστρέψιµοι ΥΗΣ (µηχανική αποθήκευση, στατική), και - οι συσσωρευτές µολύβδου (L/A) κυρίως και σε ηµιεµπορική χρήση οι (flow batteries) Νατρίου-Θείου (NaS), Βαναδίου Redox (VRB), Ψευδαργύρου-Βρωµίου (ZnBr), ενώ σε µικρά µεγέθη οι ιόντων λιθίου (Li-ion), Καδµίου-Νικελίου (NiCd) και Nickel Metal Hybrid (NiMH) (ηλεκτροχηµική αποθήκευση) Οι συσσωρευτές NaS, VRB, ZnBr ανήκουν σε µια νέα σχετικά τεχνολογία ηλεκτροχηµικής αποθήκευσης (flow batteries) µε µερικές επιδεικτικές εφαρµογές από εταιρείες ηλεκτρισµού καθώς και µερικές ηµιεµπορικές εφαρµογές. Η τεχνολογία τους βασίζεται στις αρχές λειτουργίας των κυψελών καυσίµου (fuel cells) και η ισχύς τους αποσυνδέεται από την αποθηκευτική ικανότητα η οποία συναρτάται µε την ποσότητα του ηλεκτρολύτη. Αυτό δίδει µια ευελιξία στη σχεδίαση του κατάλληλου κεντρικού συστήµατος αποθήκευσης για τα µικρά νησιά. Άλλες τεχνολογίες βρίσκονται σε διάφορα στάδια έρευνας και ανάπτυξης ή ακόµη και σε περιορισµένης έκτασης εφαρµογές. Από την άποψη των εφαρµογών στα ηλεκτρικά δίκτυα, διακρίνονται σε τεχνολογίες αποθήκευσης για την εξυπηρέτηση των αιχµών και εξοµάλυνση της καµπύλης ζήτησης για περίοδο εκφόρτισης συνήθως από µισή έως 8 ώρες ηµερησίως και σε τεχνολογίες αποθήκευσης που βελτιώνουν την ποιότητα και αξιοπιστία παροχής ηλεκτρικής ενέργειας µε µικρή χρονική διάρκεια εκφόρτισης στο δίκτυο τοπικά (1 έως 60 sec) και µε ισχείς στην περιοχή 0,1 έως 2 MW. Γενικά, τα συστήµατα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας για τα δίκτυα πρέπει να είναι υψηλού βαθµού απόδοσης, ευέλικτα στη λειτουργία τους µε µεγάλη διάρκεια ζωής, χαµηλό κόστος λειτουργίας-συντήρησης και χαµηλό κόστος επένδυσης. 3. Συνήθεις Εφαρµογές Αποθήκευσης ΗΕ για τα ίκτυα Οι συνήθεις εφαρµογές σήµερα είναι οι µεγάλοι κεντρικοί αντλητικοί-υδροηλεκτρικοί σταθµοί που στην καλύτερη περίπτωση συνδυάζονται και µε την εκµετάλλευση του υδροηλεκτρικού δυναµικού. Σκοπός είναι η εξοµάλυνση της καµπύλης ζήτησης χρησιµοποιώντας νυχτερινό φορτίο µε χαµηλό κόστος για άντληση ώστε να είναι εφικτή η λειτουργία των µεγάλων θερµικών ή και πυρηνικών µονάδων (πάνω από το τεχνικά ελάχιστο φορτίο) και αποδίδοντας ισχύ µε υδροηλεκτρική εκµετάλλευση στις ώρες αιχµής µε υψηλή τιµή, προσφέροντας και επικουρικές υπηρεσίες στο δίκτυο. ύο τέτοιοι σταθµοί λειτουργούν στην Ελλάδα (ΥΗΣ Σφηκιάς στον Αλιάκµονα και ΥΗΣ Θησαυρoύ στο Νέστο) µε συνολική ισχύ 615 MW. Οι εφαρµογές των αντλητικών-υδροηλεκτρικών σταθµών άρχισαν το 1890 στην Ευρώπη (Ελβετία, Ιταλία) και το 1933 αναπτύχθηκαν οι αναστρέψιµες υδροηλεκτρικές µονάδες. Τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί τεχνολογίες µεταβλητών στροφών µε ηλεκτρονικά ισχύος που βελτιώνουν το βαθµό απόδοσης και την ευελιξία στη λειτουργία. Οι µονάδες αυτές καλύπτουν σχεδόν κάθε µέγεθος µε χρόνο εκφόρτισης από µερικές ώρες µέχρι µερικές Τεχνολογίες και εφαρμογές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε νησιωτικές περιοχές, ΤΕΕ,ΤΕΕ Τμ Δωδ/νήσου,8-9 Μαΐου,2009:Ρόδος 2

ηµέρες και ο βαθµός απόδοσης κυµαίνεται από 70% ώς 78%. Υπάρχουν σήµερα πάνω από 90GW εγκατεστηµένη ισχύς τέτοιων µονάδων στον κόσµο που αντιστοιχεί στο 3% περίπου της όλης εγκατεστηµένης ισχύος ηλεκτροπαραγωγής. Χαρακτηρίζονται από µακρό χρόνο µελέτης-κατασκευής και υψηλό κόστος επένδυσης, ενώ αποτελούν την πιο καθιερωµένη µορφή αποθήκευσης στα ηλεκτρικά συστήµατα για τη διαχείριση της ενέργειας, ρύθµιση συχνότητας-τάσεως και στρεφόµενη εφεδρεία. Αρκετές τέτοιες εγκαταστάσεις µεγάλου µεγέθους που ξεπερνούν τα 1.000MW σε ισχύ έχουν κατασκευασθεί και λειτουργούν κυρίως στην Ιαπωνία και ΗΠΑ λόγω των πυρηνικών σταθµών. Είναι προφανές ότι αυτός ο κύκλος του συστήµατος αποθήκευσης όταν γίνεται µε χρήση νυχτερινής ενέργειας που προέρχεται από ορυκτά καύσιµα (λιγνίτης, άνθρακας, πετρέλαιο, φυσικό αέριο) προσαυξάνει τις εκποµπές CO 2 και άλλων αερίων ρύπων µε πρόσθετα περιβαλλοντικά αλλά και σοβαρά οικονοµικά προβλήµατα ιδιαίτερα από το 2013 στα πλαίσια της εµπορίας των εκποµπών (ETS, Emission Trading Scheme). Εποµένως, τα συστήµατα αποθήκευσης στο µέλλον πρέπει να συνεργάζονται κυρίως µε τις µονάδες παραγωγής ΑΠΕ ή και άλλες κεντρικές ή αποκεντρωµένες µονάδες παραγωγής µε αποδοτικές και καθαρές τεχνολογίες. Οι συσσωρευτές µολύβδου χρησιµοποιούνται ευρέως για αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας στα αυτόνοµα συστήµατα αλλά και στα δίκτυα σε ειδικές περιπτώσεις. Άλλες τεχνολογίες για αποκεντρωµένα συστήµατα αποθήκευσης κυρίως µε ηλεκτροχηµική αποθήκευση (NaS, VRB, ZnBr, Li-ion κλπ) βρίσκονται σε ηµιεµπορική εκµετάλλευση ή σε επιδεικτικά έργα. Εφαρµογές αποκεντρωµένων συστηµάτων αποθήκευσης για τα δίκτυα (και τα µικροδίκτυα) είναι ακόµη πολύ περιορισµένες αλλά αναµένεται να αναπτυχθεί η αγορά στο εγγύς µέλλον. Οι εξελίξεις στη βελτίωση των τεχνολογιών σε συνδυασµό µε τις νέες συνθήκες της αγοράς και τις νέες δοµές στον ηλεκτρικό τοµέα οδηγούν σε µια νέα περίοδο όπου η αποθήκευση σε συνδυασµό µε τις ΑΠΕ µπορεί να αποτελέσει µια οικονοµική πηγή ενέργειας. Οι βοηθητικές υπηρεσίες στο δίκτυο είναι µια αγορά που τώρα ανοίγει για τα συστήµατα αποθήκευσης, όπως και οι απαιτήσεις των καταναλωτών για αξιοπιστία και ποιότητα παροχής που µπορούν αυτά να εξυπηρετήσουν. 4. Ανάγκη Αποθήκευσης της ΗΕ των ΑΠΕ Η αιολική ενέργεια και η γεωθερµία προσφέρονται σήµερα πολύ ευνοϊκά για παραγωγή και αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας στα νησιά, τόσο από την άποψη του υψηλού δυναµικού όσο και του χαµηλού κόστους παραγωγής. Αργότερα, µε την εξέλιξη της τεχνολογίας των φωτοβολταϊκών, αναµένεται να συνεισφέρει και η ηλιακή ενέργεια (περί το 2020). Η στοχαστική µορφή της ενέργειας των ΑΠΕ (πχ της αιολικής ενέργειας µε αιχµές παραγωγής και περιόδους νηνεµίας) και η ανάγκη αποθήκευσης µέρους της παραγόµενης ενέργειας σε σύγκριση µε τη µέση ηµερήσια ζήτηση (πρακτικά ένα φορτίο βάσεως) παρουσιάζεται στο Σχ. 1. Είναι ένα διάγραµµα που αναφέρεται στο εγγύς µέλλον όπου γενικά Τεχνολογίες και εφαρμογές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε νησιωτικές περιοχές, ΤΕΕ,ΤΕΕ Τμ Δωδ/νήσου,8-9 Μαΐου,2009:Ρόδος 3

οι ΑΠΕ θα καλύπτουν και το φορτίο βάσεως ενώ η αποθήκευση θα προσφέρεται στις αιχµές και περιόδους µή διαθεσιµότητας των ΑΠΕ. Η παραγωγή των φωτοβολταϊκών στη διάρκεια της ηµέρας από µια Φ/Β µονάδα σε κατοικία έχει την αιχµή της στις µεσηµβρινές ώρες και καθίσταται αναγκαία η αποθήκευση της πλεονάζουσας ενέργειας που παράγεται για να χρησιµοποιηθεί στο βραδυνό φορτίο (Σχ. 2). Σχ. 1: Επίδραση του µεγέθους της αποκεντρωµένης παραγωγής στην αποθήκευση ΗΕ Σχ. 2: Παραγωγή από φωτοβολταϊκά σε κατοικία και µεταφορά µέρους της ηµερήσιας παραγωγής για τα βραδυνά φορτία µέσω αποθήκευσης συστοιχιών ιόντων λιθίου (Li-ion) Η ευρεία αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας στην ηλεκτροπαραγωγή αναµένεται στο εγγύς µέλλον και σε συνδυασµό µε αποδοτικά συστήµατα αποθήκευσης. Για την Ευρώπη που έχει Τεχνολογίες και εφαρμογές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε νησιωτικές περιοχές, ΤΕΕ,ΤΕΕ Τμ Δωδ/νήσου,8-9 Μαΐου,2009:Ρόδος 4

φιλόδοξους στόχους για µείωση των εκποµπών CO 2 και αξιοποίηση των ΑΠΕ εξετάζονται διάφορα σενάρια αξιοποίησης του Αιολικού δυναµικού στη Βόρεια θάλασσα και του ηλιακού δυναµικού στην έρηµο της Σαχάρα µε την ανάπτυξη ηλεκτρικών διασυνδέσεων και βέβαια σε συνδυασµό µε αποθήκευση. Τα οφέλη της αποθήκευσης, εκτός από τη µεγάλη διείσδυση αιολικής και ηλιακής ενέργειας, είναι πολλά όπως η ενίσχυση του δικτύου µε ισχύ και ενέργεια, η αποφόρτιση των δικτύων µεταφοράς, οι επικουρικές υπηρεσίες στο δίκτυο, η αξιοπιστία και ποιότητα, και άλλα. 5. Συστήµατα Αποθήκευσης µε Χρήση Αιολικής Ενέργειας για τα Νησιά Στα µικρά συστήµατα (ικανότητας µέχρι µερικά MW ή µερικές MWh ετησίως) η ηλεκτροχηµική αποθήκευση σε συνδυασµό µε κατάλληλη µείξη αιολικής και ηλιακής ενέργειας στην ηλεκτροπαραγωγή µπορεί να αποτελέσει µια αξιόπιστη και οικονοµική λύση, πχ συσσωρευτές µολύβδου, flow batteries ή ιόντων λιθίου. Αυτά τα συστήµατα αποθήκευσης µπορούν να αναπτυχθούν σαν αποκεντρωµένα ή και σαν ένα (ή και περισσότερα) κεντρικά συστήµατα αποθήκευσης σε συνεργασία µε αιολικές µονάδες. Για µεσαία και µεγάλα συστήµατα οι αντλητικοί/υδροηλεκτρικοί σταθµοί σε συνεργασία µε αιολικά πάρκα προσφέρονται σαν κεντρικά συστήµατα αποθήκευσης αφού το σύνθετο ανάγλυφο µε τους ορεινούς όγκους στα νησιά ευνοεί την ανάπτυξή τους. Για τα νησιωτικά συστήµατα η αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας µε µεγάλη διείσδυση των ΑΠΕ για την κάλυψη των φορτίων µαζί µε προσφορά επικουρικών υπηρεσιών στο δίκτυο πρέπει να συνδυάζεται και µε άλλες δράσεις που οδηγούν στη βέλτιστη σχεδίαση των συστηµάτων αποθήκευσης, κεντρικών ή και αποκεντρωµένων. Αυτό εξασφαλίζει οικονοµική λειτουργία συνολικά του συστήµατος µε περιορισµένες ως και µηδενικές εκποµπές CO 2. Ειδικότερα, προτείνεται: - Κατάλληλη µείξη µορφών ΑΠΕ, πχ αιολική µε ηλιακή ενέργεια, - ιαχείριση της ζήτησης (χρήση ICT), - Αφαλάτωση νερού και αποθήκευση, - ιαχείριση της φόρτισης και εκφόρτισης των µπαταριών ηλεκτρικών αυτοκινήτων, - Αποκεντρωµένα συστήµατα αποθήκευσης, κυρίως µε ηλεκτροχηµική αποθήκευση, Η αιολική ενέργεια αποτελεί σήµερα µια οικονοµικά διαθέσιµη ενεργειακή πηγή για τα συστήµατα αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας στα νησιά. Επειδή η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας παρουσιάζει µεγάλες διακυµάνσεις στη διάρκεια του 24ώρου και εποχιακά η µεγάλη διείσδυση της αιολικής ενέργειας συναντά προβλήµατα στις ώρες χαµηλής ζήτησης όταν υπάρχει άνεµος (νυχτερινές ώρες) µε αποτέλεσµα να απορρίπτεται. Εποµένως υπάρχει περίσεια ηλεκτρικής ενέργειας από τον άνεµο που αυξάνεται µε τη µεγάλη διείσδυση και µπορεί να αξιοποιηθεί σε συστήµατα αποθήκευσης. Τα συστήµατα ηλεκτροχηµικής αποθήκευσης, όσα από αυτά έχουν φθάσει σε ωριµότητα, προσφέρονται για εφαρµογές, ενώ οι ερευνητικές προσπάθειες συνεχίζονται για να δώσουν καλύτερες λύσεις στα επόµενα χρόνια. Γι αυτό, παρακάτω το ενδιαφέρον θα περιορισθεί στα Τεχνολογίες και εφαρμογές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε νησιωτικές περιοχές, ΤΕΕ,ΤΕΕ Τμ Δωδ/νήσου,8-9 Μαΐου,2009:Ρόδος 5

αντλητικά-υδροηλεκτρικά και τα χαρακτηριστικά τους για την ένταξη στα νησιωτικά συστήµατα ενώ θα γίνει αναφορά και στο θεσµικό πλαίσιο. 6. Αντλητικά-Υδροηλεκτρικά για τα Νησιά Η ιδέα του αντλητικού-υδροηλεκτρικού σταθµού µε αιολική ενέργεια ή Αιολικού- Υδροηλεκτρικού Σταθµού κρίνεται σήµερα ρεαλιστική, τουλάχιστο για τα νησιωτικά συστήµατα που αποτελούν ευρύ πεδίο εφαρµογών, εξασφαλίζοντας µακροπρόθεσµες λύσεις µε οικονοµικά και κοινωνικά οφέλη. Η ιδέα αν και φαίνεται απλή δεν έχει ακόµη πραγµατοποιηθεί και δεν υπάρχει εγχώρια και διεθνής εµπειρία, οπότε κρίνεται αναγκαία και χρήσιµη η ανάλυση των βασικών παραµέτρων και κριτηρίων για τη σχεδίαση πρότυπων έργων. Το σύνθετο έργο Αιολικό-Υδροηλεκτρικό προσφέρει την ευελιξία της ξεχωριστής χωροθέτησης των δύο βασικών έργων (κατά προτίµηση όχι πολύ µακριά µεταξύ τους για τη µείωση απωλειών µεταφοράς), χωριστά του αιολικού πάρκου σε κατάλληλη θέση και χωριστά του υδροηλεκτρικού/αντλητικού µε τους άνω και κάτω ταµιευτήρες. Αυτά εντάσσονται στο ηλεκτρικό σύστηµα του νησιού και η διαχείριση του σύνθετου έργου γίνεται στα πλαίσια λειτουργίας του όλου ηλεκτρικού συστήµατος. Οι µελέτες θέσεως για ένα αιολικό πάρκο είναι γνωστές και δεν χρειάζεται ειδική αναφορά, ενώ µπορεί να υπάρξει διασπορά λόγω του µεγέθους της συνολικής αιολικής ισχύος και του ανάγλυφου της περιοχής. Η ισχύς µπορεί να είναι ελαφρά µεγαλύτερη από την ισχύ του υδροηλεκτρικού σταθµού (κατά το νόµο µέχρι +20%), µε χρήση ανεµογεννητριών προηγµένης τεχνολογίας. Η χωροθέτηση και η κατασκευή-λειτουργία του αντλητικού-υδροηλεκτρκού σταθµού αποτελεί ένα σύνθετο πρόβληµα µε βασικές τεχνικές και οικονοµικές παραµέτρους, αλλά και χρήση νέων στρατηγικών διαχείρισης του όλου συστήµατος. Βασικά κριτήρια για τη σχεδίαση προτείνονται: - Η ενέργεια άντλησης θα προέρχεται εξ ολοκλήρου από την αιολική ενέργεια ή γενικά από τις ΑΠΕ (στο νόµο κακώς προβλέπεται 30% από πετρέλαιο), - Πρέπει να χρησιµοποιείται γλυκό νερό στους άνω και κάτω ταµιευτήρες (ακόµη και µε αφαλάτωση χρησιµοποιώντας αιολική ενέργεια), ενώ η χρήση θαλασσινού νερού πρέπει να αποκλεισθεί, - Αναζήτηση άνω ή κάτω ταµιευτήρα και πιθανή αξιοποίηση υδροδυναµικού, - Χρειάζεται αξιόλογη υψοµετρική διαφορά (κατά προτίµηση 400-700m) µεταξύ άνω και κάτω ταµιευτήρων για µειωµένο κόστος επένδυσης και µικρότερη ποσότητα νερού, - Ο οφέλιµος όγκος των ταµιευτήρων θα πρέπει να επαρκεί για λειτουργία του υδροηλεκτρικού στις ώρες αιχµής επί 7 ηµέρες, δηλαδή για 40 έως 50 ώρες περίπου στο ονοµαστικό φορτίο, Τεχνολογίες και εφαρμογές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε νησιωτικές περιοχές, ΤΕΕ,ΤΕΕ Τμ Δωδ/νήσου,8-9 Μαΐου,2009:Ρόδος 6

- Η σχεδίαση πρέπει να γίνει µε στοιχεία πρόβλεψης ζήτησης ισχύος και ενέργειας µετά 10 χρόνια τουλάχιστο και µε προσοµοιώσεις για διάρκεια λειτουργίας τα επόµενα 20 µε 30 χρόνια, - Η υδροηλεκτρική παραγωγή (εκφόρτιση) εντάσσεται στις ζώνες υψηλής ζήτησης (ώρες αιχµής) και εφόσον ζητηθεί και στις ώρες ενδιάµεσου φορτίου, πχ 6-8 ώρες ανά 24ωρο, ενώ η άντληση στις υπόλοιπες ώρες (ο νόµος κακώς προβλέπει παράλληλη άντληση και υδροηλεκτρική εκµετάλλευση), - Προτείνεται ελάχιστος αριθµός, 3 υδροηλεκτρικές και 3 αντλητικές µονάδες µε ηλεκτρονικά ισχύος για καλύτερη απόδοση και οµαλή εκκίνηση, σχεδίαση στροβίλων και αντλιών µε υψηλές αποδόσεις και στα µερικά φορτία, δυνατή η λειτουργία σε µεγάλο εύρος ισχύος µε υψηλή απόδοση, η ονοµαστική ισχύς των αντλιών (συνολικά) θα ανταποκρίνεται στην ονοµαστική ισχύ του αιολικού πάρκου, - Συνιστάται να εγκατασταθεί σε κάθε νησί ένα µόνο τέτοιο σύστηµα µε µακροπρόθεσµες προοπτικές κατά το δυνατόν, εκτός από το σύστηµα της Κρήτης και ίσως της Ρόδου λόγω ισχύος, - Νέες στρατηγικές διαχείρισης, µοντέλα πρόβλεψης, επικουρικές υπηρεσίες στο δίκτυο υψηλής αξιοπιστίας σε συνεχή βάση, εξασφάλιση ελάχιστων ωρών λειτουργίας του υδροηλεκτρικού κατ έτος και παροχής επικουρικών υπηρεσιών, - Η τιµή αγοράς ή το κόστος της ενέργειας για φόρτιση (µαζί µε τις απώλειες του κύκλου), η διάρκεια εκφόρτισης µε την αντίστοιχη ενέργεια της υδροηλεκτρικής παραγωγής στο δίκτυο, η τιµή πώλησης στο δίκτυο µαζί µε τιµές για επικουρικές υπηρεσίες, οι δαπάνες λειτουργίας και συντήρησης για τη διάρκεια ζωής του συστήµατος και ο βαθµός απόδοσης του κύκλου «από το δίκτυο στο δίκτυο» είναι βασικές οικονοµικές παράµετροι για την ανάλυση της οικονοµικής βιωσιµότητας του έργου, - Κρίνεται απαραίτητο να υλοποιηθεί ένα επιδεικτικό/ερευνητικό έργο αυτού του είδους για να προκύψουν οι κανόνες για εµπορικές εφαρµογές αφού δεν υπάρχει ούτε διεθνής εµπειρία (το πρώτο έργο κατασκευάζεται ήδη στο Ισπανικό νησί Hel Hierro), Τέλος είναι αναγκαία η αναθεώρηση ωρισµένων άρθρων του νόµου 3468/2006 που αφορούν στους υβριδικούς σταθµούς, καθώς και η εξασφάλιση ελεύθερης πρόσβασης σε λειτουργικά και οικονοµικά στοιχεία των νησιωτικών συστηµάτων µέσω διαδικτύου. Βιβλιογραφία 1. Installation of the First Distributed Energy Storage System (DESS) at American Electric Power (AEP) by Ali Nourai Technology Consultant, a Study for the DOE Energy Storage Systems Program, SANDIA REPORT, SAND2007-3580, June 2007 Τεχνολογίες και εφαρμογές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε νησιωτικές περιοχές, ΤΕΕ,ΤΕΕ Τμ Δωδ/νήσου,8-9 Μαΐου,2009:Ρόδος 7

2. Αιολική Ενέργεια & Αποθήκευση, Ιωάννης Χατζηβασιλειάδης M-H, ελτίο ΠΣ ΜΗ Τεύχος 396, Μάρτιος 2007 3. Guide to Estimating Benefits and Market Potential for Electricity Storage in New York, NYSERDA, Final Report 07/06, March 2007 4. Αντλητικοί/Υδροηλεκτρικοί Σταθµοί µε Αιολική Ενέργεια στα Νησιά µας Προτάσεις για Επιτυχή Έργα και Βελτίωση του Θεσµικού Πλαισίου, Ιωάννης Χατζηβασιλειάδης Μηχ.-Ηλεκ. ΕΜΠ, ANEMOΛΟΓΙΑ Έκδοση ΕΛΕΤΑΕΝ, Τεύχος 53, Ιαν.-Φεβρ. 2009 5. Long- vs. Short-Term Energy Storage Technologies Analysis, a Life-Cycle Cost Study for the DOE Energy Storage Systems Program by Susan M. Schoenung and William V. Hassenzahl, SAND2003-2783 August, 2003 6. Third Conference on Rechargeable Batteries, OTTI ENERGIE COLLEG, Ulm, 14-15 May 2002 7. ESTELA, Solar Thermal Electricity: Solar Power from Europe s Sun Belt, Brussels, March 2009 8. Residential PV Systems combined with Energy Storage-Sol-ion and other examples by Michael Lippert, EC/SEW Brussels, 13 February 2009 9. ESA, Electricity Storage Association, www.electricitystorage.org Τεχνολογίες και εφαρμογές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε νησιωτικές περιοχές, ΤΕΕ,ΤΕΕ Τμ Δωδ/νήσου,8-9 Μαΐου,2009:Ρόδος 8