ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΑΠΕ σύστημα Ενεργειακοί υπολογισμοί Γ ΒΙΣΚΑΔΟΥΡΟΣ Ι Φραγκιαδάκης Φ Μαυροματάκης Γενικοί τύποι συστο ιχία Παραγόμενη ηλ ενέργεια Ενεργειακό ισοζύγιο m η H R G,α α η,ε ε n N n η ε Παράδειγμα () Θεωρήστε ότι η πυκνότητα ισχύος μεταβάλλεται όπως στο γράφημα κατά τη διάρκεια μιας αίθριας μέρας Συσσωρευτής n b m η η β V,ε,α,ε με b= H G d 7 G7 G G d 7 600 kw / m 7
Παράδειγμα () Να υπολογίσετε την ονομαστική ισχύ του συστήματος που απαιτείται για την κάλυψη Ε, = 6kW με n = 07 και λόγω επίδοσης R=07 με συντελεστή περιθωρίου m=0 n H m R,, p N n G H, m R G kw 6kW 7, mg 409kW R H m 07 kw 76 07 m Παράδειγμα () Εάν ο συντελεστής γήρανσης είναι n γ =09, n εκφ =09, β εκφ =06 και V β =4V να υπολογίσετε την χωρητικότητα των συσσωρευτών σε A και Cb n b m η η β V 0 6kW 7kW C0 0A 090 09060 4V 9V Cb A 6 C 0 0A 0A 600 0976Cb 0 Cb Παράδειγμα () Σύστημα παράγει kw ανά ημέρα τον Σεπτέμβριο Εάν η ενεργειακή απολαβή είναι 6kW/m και ο λόγος επίδοσης είναι 0 υπολογίστε την ονομαστική ισχύ της συστοιχίας H p R G G kw kw / m kw 0kW R H 06 kw / m 09 Παράδειγμα () συστοιχία καλύπτει Ε,A =kw με n A =0 και Ε =kw με n Ε =07 Η ονομαστική ισχύς είναι 74kW ενώ η H είναι 49kW/m Βρείτε το λόγο επίδοσης του συστήματος n H m R,, p N n G mg,, n R H N n kw / m kw ( ) kw 74 49 kw / m 0 07 4 R 7 74 0,
Παράδειγμα (4α) Υπολογίστε την % μεταβολή της ονομαστικής ισχύος συστήματος σχεδιασμένου να καλύψει νυχτερινό φορτίο Ν=0 και n= N=0,n=7 n H m R,, p N n G mg, n, mg n, R H N n R H N n p, p,7 mg, 0 R H 0 p, 0 mg 7 7 0,,7 R H 0 7 0 7 p,7 p,7 p,7 p, % Mή 00% 00% 00% 7% p, p,7 p, p,7 Παράδειγμα (4β) Τι μπορείτε να πείτε για τις απαιτούμενες χωρητικότητες των συσσωρευτών ; n b m η η β V b m C ηγ,b ηεκφ βεκφ VB C b C 7 b m C7 7 b C7 C7 η η β V C 7 C 7 % Mή 00% 00% 67% C 7 Παράδειγμα () Συσσωρευτής εκφορτίζεται πλήρως, ως εξής 0, για [0,] ( ) 0, για [,] Εάν ο βαθμός απόδοσης του φορτίου είναι 09 να υπολογιστεί το φορτίο φόρτισης Q φορτ σε A και Cb ( ) 0A 0A ( ) Q 0 0A d 0A d A ( ) 0 Q 0A 0A A Q Q A 4 n ί Q ό 6 ή 90 Cb Q n 09 ό ί σύστημα
Ν : έτη επένδυσης (0 ή ) Ν R : έτη αντικατάστασης ( inverer, πλαίσια, ηλ υλικό) i (inflaion) : πληθωρισμός είναι η συνεχής αύξηση του γενικού επιπέδου των τιμών μιας οικονομίας μέσα σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο Ο πληθωρισμός μπορεί να είναι είτε θετικός, είτε αρνητικός (οπότε μιλάμε για αποπληθωρισμό) d (discoun rae) : Επιτόκιο δανεισμού, προεξόφλησης, επένδυσης ή καταθέσεων r (rae) : αποπληθωρισμένο επιτόκιο r=[(+d)/(+i)]- VF (resen Value Facor) VF= (+r) -NR Παράγοντας παρούσης αξίας : η αξία της εγκατάστασης μετά την αντικατάσταση τμημάτων της επένδυσης CRF (Capial Recovery Facor) CRF= =r/-(+r)-n Παράγοντας ανάκτησης κεφαλαίου : Τα κεφάλαια που αποπληρώνονται σε σχέση με τον πληθωρισμό (Συντελεστής τοκοχρεολυτικής απόσβεσης) Κόστος πλαισίων, C pv ( /Wa) : 0-0 / Wa Κόστος Inverer, C inv ( /Wa) : 0-06 / Wa Κόστος Συσσωρευτών, C ba ( /Wa) : 0-0 / W Κόστος Εγκατάστασης και υλικών, C conr ( ) Κόστος ηλεκτρολογικών υλικών, C el =C inv + C conr ( ) Κόστος τοποθέτησης πλαισίων, C ins =% C V ( ) Αρχικό κόστος εγκατάστασης, C 0 = C el + C V +C ins ( ) Κόστος συντήρησης και λειτουργίας,c O&M ( ) / έτος Cos Operaion and Mainenance : ~% C 0 /έτος Κόστος συντήρησης και λειτουργίας, συνολικά C O&M = C O&M,y /CRF j Κόστος αντικατάστασης τμημάτων επένδυσης, CR VF i C i R, i Εναπομείνουσα Αξία Επένδυσης,S =% C 0 ( ) Κόστος κύκλου ζωής επένδυσης, CC= C 0 + C R + C O&M - S Καθαρό Ετήσιο Οικονομικό Όφελος : ΚΕΟΟ=ΑΚΕΟΟ+ΕΚΕΟΟ Έμμεσο Καθαρό Ετήσιο Οικονομικό Όφελος, ΕΚΕΟΟ Περιορισμός Οικολογικής Επιβάρυνσης Μείωση κοινωνικών δαπανών που προκαλούνται από συμβατικά καύσιμα Άμεσο Καθαρό Ετήσιο Οικονομικό Όφελος, ΑΚΕΟΟ ί Αξιοποίησης ό Ηλεκτρικής ή κιλοβατώρων μέσα στο έτος, σε ημέρες ώ ανά ημέρα Εμπειρικά προκύπτει : ΕΚΕΟΟ=0% ΑΚΕΟΟ ΚΕΟΟ= ΑΚΕΟΟ 4
Κόστος Ενέργειας (Cos of nergy): CO=CC*CRF/y Το ετήσιο κόστος της παραγόμενης από το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας Εy : Ετήσια παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας Συντελεστής απόσβεσης επένδυσης σε έτη, Ν αποσβεσης Υπολογισμός των ετήσιων εσόδων (τιμή kw(0-0) της ΔΕΗ X y ) Αρχικό κόστος εγκατάστασης + Ετήσιο Κόστος συντήρησης και λειτουργίας Ετήσιες Απώλειες πλαισίων (% ετησίως) Εύρεση ισοζυγίου εσόδων εξόδων σε Ν έτη N= 0 pv(kw/m) i= -0% Ιαν 044 d= 0% Φεβ 044 r = (d-i)/(+i) 009 Μαρ 09 N R (inv)= 7 4 Απρ 49 VF= (+r) -NR 044 096 Μαϊ 647 CRF=r/-(+r) -N 00 Ιουν cpv(uro/w)= 0 Ιουλ 6 cinv (uro/w) 04 Αυγ 646 Σεπ 77 (kw)= 0 Οκτ 760 inv(kw)= 0 Νοε 90 Δεκ CV(uro)= 40000 Cinv (uro) = 000 Cconr (uro)= 0000 Cel=Cinv+Cconr (uro) 000 Cεγκ(uro)=%*C pv 6000 C0 (uro)= 9000 CO&M/year= 00 CO&M = CO&M,y / CRF 777 CR inv (uro)= VF * Cinv CR oal (uro)= ΣCRinv S (uro)=%*c pv CC=C0+CR+COM-S 7404 67 660 6000 946477 y (Annual nergy, kw/y)= CO=CC*CRF/y 900 007 Αν η τιμή που αγοράζει η ΔΕΗ είναι 0, /kw Ποιο είναι το κέρδος σε 0 χρόνια Σε πόσα χρόνια θα γίνει απόσβεση της επένδυσης; Θεωρείστε ίδια παραγωγή κάθε χρόνο Θεωρείστε σαν κόστος αναφοράς το CC Έσοδα σε χρόνo : y *0 /kw = 90 Έσοδα σε 0 χρόνια : 90 Κέρδος = Έσοδα CC = 649 Απόσβεση (έτη) : CC / κέρδος( έτους) = 67/90= 66 έτη