Ανάπτυξη πολυπαραμετρικού μαθηματικού μοντελου για τη βελτιστοποίηση του ενεργειακού σχεδιασμού σε Ορεινές περιοχέσ ΑΕΝΑΟΣ ΗΜΕΡΙΔΑ ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗΣ ΠΡΟΟΔΟΥ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΟΥ ΕΡΓΟΥ, ΜΕΤΣΟΒΟ 29/5/2015 Ενημέρωση για το ερευνητικό έργο και την εξέλιξή του Νίκος Κατσουλάκος, Δρ. Μηχανολόγος Μηχανικός Ε.Μ.Π.
Ταυτότητα του Έργου
Στόχος του Έργου Το ερευνητικό πρόγραμμα στοχεύει στην ανάπτυξη μιας πρωτότυπης μεθοδολογίας για τη βελτιστοποίηση του ενεργειακού σχεδιασμού των ορεινών περιοχών. Η μεθοδολογία αυτή θα λαμβάνει υπόψη τις ιδιαιτερότητες των ορεινών ενεργειακών φορτίων και το σύνολο των διαθέσιμων ενεργειακών πηγών (μεταξύ αυτών περιλαμβάνεται και η εξοικονόμηση ενέργειας) καθώς και τις περιβαλλοντικές, κοινωνικές και οικονομικές επιπτώσεις της εγκατάστασης και λειτουργίας των ενεργειακών συστημάτων.
Με άλλα λόγια Είναι γνωστό πως στους ορεινούς οικισμούς οι ανάγκες θέρμανσης είναι αυξημένες, αλλά πόσο μεγαλύτερες είναι σε σχέση με τα χαμηλότερα υψόμετρα; Έχει αναγνωριστεί η, κατά κανόνα, αφθονία δυναμικού ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στις ορεινές περιοχές, το οποίο όμως συνήθως δε χρησιμοποιείται προς όφελος των τοπικών κοινωνιών ΜΕΣΩ ΤΟΥ ΕΡΓΟΥ «ΑΕΝΑΟΣ» Προσδιορίζεται το μίγμα όλων των πηγών ενέργειας (συμβατικές, ανανεώσιμες και εξοικονόμηση) με τη βέλτιστη κοινωνικοοικονομική απόδοση για τις ορεινές περιοχές Το Μέτσοβο είναι η περιοχή εφαρμογής της έρευνας (ωφελούμενος Δήμος)
Συστηματική ενασχόληση με τα ενεργειακά ζητήματα του Μετσόβου Το ερευνητικό πρόγραμμα «ΑΕΝΑΟΣ» αποτελεί άλλο ένα βήμα στην έμφαση που δίνει το ΜΕ.Κ.Δ.Ε. στα ενεργειακά θέματα του Μετσόβου Έχουν ήδη ολοκληρωθεί δύο σημαντικά ερευνητικά προγράμματα σε συνεργασία με το Δήμο Μετσόβου: Αξιοποίηση αποβλήτων για παραγωγή βιοαερίου Δυνατότητες τηλεθέρμανσης από καύση ξυλώδους βιομάζας Στο πλαίσιο του ΔΠΜΣ «Περιβάλλον και Ανάπτυξη των Ορεινών Περιοχών» έχουν υλοποιηθεί διπλωματικές εργασίες στο αντικείμενο Μέσα από τη συστηματική έρευνα του ΜΕ.Κ.Δ.Ε. φιλοδοξούμε να συμβάλουμε στο στόχο της ενεργειακής ανεξαρτησίας του Μετσόβου, αξιοποιώντας τις πλούσιες τοπικές πηγές ενέργειας
Μέθοδος υλοποίησης Διερεύνηση διαφοροποίησης ενεργειακών φορτίων στις ορεινές περιοχές ΔΙΑΧΥΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ Δυναμικό Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (Α.Π.Ε.) στις ορεινές περιοχές Πρωτογενείς κοινωνικές έρευνες για το ζήτημα της ενεργειακής φτώχειας Υπολογισμός ιδιωτικού & εξωτερικού κόστους ενεργειακών τεχνολογιών Διαμόρφωση μαθηματικού μοντέλου ενεργειακής βελτιστοποίησης ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΟΥ ΜΕΤΣΟΒΟΥ ΣΥΝΟΛΟ ΕΛΛΗΝΙΚΗΣ ΕΠΙΚΡΑΤΕΙΑΣ Ανάπτυξη ειδικού λογισμικού για τον ενεργειακό σχεδιασμό
Πρόοδος Έργου Η ερευνητική ομάδα καταβάλλει κάθε δυνατή προσπάθεια για την έγκαιρη ολοκλήρωση του έργου μέχρι το τέλος Οκτωβρίου 2015 Έχουν ολοκληρωθεί: Η ανάλυση της διαφοροποίησης των ενεργειακών αναγκών στα ορεινά, στην Ελλάδα και διεθνώς Η μελέτη του δυναμικού Α.Π.Ε. στις ορεινές περιοχές Οι κοινωνικές έρευνες για το ζήτημα της ενεργειακής φτώχειας (Ελλάδα, ορεινές περιοχές, Μέτσοβο) Η δημιουργία του μαθηματικού μοντέλου βελτιστοποίησης Απομένουν: Η διαμόρφωση της τελικής μορφής του λογισμικού Η επικαιροποίηση ορισμένων στοιχείων κόστους
Συνάρτηση βελτιστοποίησης ενεργειακού σχεδιασμού Κατόπιν εξέτασης της σχετικής βιβλιογραφίας επελέγη ως καταλληλότερη μεθοδολογία βελτιστοποίησης ο μονοκριτήριος γραμμικός προγραμματισμός Αντικειμενική συνάρτηση, με διαστάσεις κόστους Τα περιβαλλοντικά κριτήρια εντάσσονται στο μοντέλο μέσω συνάρτησης περιβαλλοντικού κόστους Η κοινωνική διάσταση, όσον αφορά στην τόνωση της απασχόλησης, εντάσσεται στο μοντέλο μέσω συνάρτησης οφέλους από τις νέες θέσεις εργασίας Οι μεταβλητές απόφασης έχουν διαστάσεις ενέργειας και περιλαμβάνουν ευρεία γκάμα πηγών: Ανανεώσιμες (αιολικά, μικρά υ/η, φωτοβολταϊκά κ.ο.κ.) Συμβατικές (λέβητες πετρελαίου, υφιστάμενο ηλεκτρικό δίκτυο) Τεχνικές εξοικονόμησης ενέργειας στον κτιριακό τομέα
ΠΡΟΔΡΟΜΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Βέλτιστες λύσεις παραγωγής θερμότητας στο Μέτσοβο Αναδεικνύεται ο καίριος ρόλος της βιομάζας και της εξοικονόμησης ενέργειας
Μια ριζική βελτίωση στο περιβαλλοντικό αποτύπωμα Υψηλή συμμετοχή ΑΠΕ και ΕΞΕ στο βέλτιστο μίγμα (90%) Μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα έως και 83%
Η οικονομική διάσταση Περίπτωση επίλυσης Λειτουργικό κόστος Περιβαλλοντικό κόστος Κοινωνικό Όφελος Επενδυτικό κόστος Συνολικό κόστος (αντικειμενική συνάρτηση) Σενάριο 1 2773630 318464 45000 1633537 4680631 Σενάριο 2 3162572 318561 45000 1054331 4490464 Περίπτωση επίλυσης Λειτουργικό όφελος Περιβαλλοντικό όφελος Ιδιωτικοοικονομικό όφελος Κοινωνικοοικονομικό όφελος Σενάριο 1 1997518 825686 364009 1234695 Σενάριο 2 1608576 256223 554244 855467 Η βελτιστοποίηση ενός ενεργειακού συστήματος απαιτεί οικονομικούς πόρους Πρόκειται, όμως, για μια επένδυση με θετική απόδοση, άρα και υλοποιήσιμη