Λειτουργία Συστημάτων Ενέργειας ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΜΘ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓ ΩΝ ΤΕ Ενεργειακή Οικονομία Λειτουργία Συστημάτων Ενέργειας Κωνσταντίνος Ποτόλιας Επίκουρος Καθηγητής 2017

ΣΚΟΠΟΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας είναι το σύνολο των εγκαταστάσεων και των μέσων που χρησιμοποιούνται με σκοπό την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας στις περιοχές κατανάλωσης Σκοπός του Συστήματος είναι η κάλυψη της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας κατά τον πλέον οικονομικό και αξιόπιστο τρόπο. Ειδικότερα: Να ικανοποιεί τις ακόλουθες απαιτήσεις Να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια σε όλες τις περιοχές κατανάλωσης που εξυπηρετεί αδιαλείπτως. Να ικανοποιεί τη διαρκώς μεταβαλλόμενη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας. Να παρέχει ποιοτική ηλεκτρική ενέργεια, που σημαίνει ότι θα πρέπει να διασφαλίζει σταθερή συχνότητα, σταθερή τάση και υψηλή αξιοπιστία τροφοδότησης. Να παρέχει ηλεκτρική ενέργεια με το ελάχιστο δυνατό οικονομικό κόστος και τις ελάχιστες επιπτώσεις στο περιβάλλον.

ΔΟΜΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας Μεταφορά ηλεκτρικής ενέργειας Διανομή ηλεκτρικής ενέργειας Φορτία (καταναλώσεις)

Η Ηλεκτρική Ενέργεια παράγεται στους σταθμούς Παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Οι σταθμοί παραγωγής βρίσκονται συνήθως μακριά από τα σημεία κατανάλωσης, συνεπώς ΜΕΤΑΦΟΡΑ στα σημεία κατανάλωσης με τη βοήθεια των γραμμών μεταφοράς Το σύστημα Διανομής ηλεκτρικής ενέργειας αποτελείται από τις γραμμές διανομής μέσης τάσης και μέσω μετασχηματιστών διανομής υποβιβάζει την ενέργεια σε χαμηλή τάση και τις Γραμμές διανομής χαμηλής τάσης που μεταφέρουν την ηλεκτρική ενέργεια στους καταναλωτές

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας γίνεται από Συμβατικούς σταθμούς και από σταθμούς Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας: Οι Θερμοηλεκτρικοί Σταθμοί χρησιμοποιούν τον ατμό ως μέσο για την παραγωγή μηχανικής ενέργειας μέσω ατμοστροβίλων, η οποία μηχανική ενέργεια στη συνέχεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική μέσω γεννητριών(Λιγνίτης, Diesel, Φ/Α) Οι Υδροηλεκτρικοί σταθμοί χρησιμοποιούν την κινητική και δυναμική ενέργεια του νερού ως μέσο για την παραγωγή μηχανικής ενέργειας μέσω υδροστροβίλων, η μηχανική ενέργεια στη συνέχεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική μέσω των γεννητριών Οι Μονάδες Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας

Μονάδες Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας Αιολικά συστήματα αξιοποιούν μέσω των ανεμογεννητριών την κινητική ενέργεια του ανέμου, την οποία μετατρέπουν σε ηλεκτρική ενέργεια Τα φωτοβολταϊκά συστήματα αξιοποιούν μέσω των φωτοβολταϊκών συστημάτων την ηλιακή ενέργεια, την οποία μετατρέπουν σε ηλεκτρική ενέργεια Οι Μικροί Υδροηλεκτρικοί Σταθμοί, αξιοποιούν την κινητική και δυναμική ενέργεια του νερού ως μέσο για την παραγωγή μηχανικής ενέργειας μέσω υδροστροβίλων, η οποία μηχανική ενέργεια στη συνέχεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω των γεννητριών Η Γεωθερμική ενέργεια είναι η θερμότητα των εσωτερικών στρωμάτων της γης, η οποία είναι αξιοποιήσιμη υπό συνθήκες Η Βιομάζα είναι ενέργεια αποθηκευμένη στην οργανική ύλη από την οποία με κατάλληλη επεξεργασία παράγονται καύσιμα και ενέργεια Οι κυψέλες καυσίμου μετατρέπουν τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική, χρησιμοποιώντας κατάλληλες διατάξεις και ηλεκτρολύτες Οι σταθμοί κυματικής ενέργειας στοχεύουν στη μετατροπή της κινητικής ενέργειας των κυμάτων της θάλασσας σε ηλεκτρική ενέργεια, με τη χρήση κατάλληλων διατάξεων

ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Το σύστημα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας μεταφέρει μεγάλες ποσότητες ενέργειας από τους σταθμούς παραγωγής προς τα σημεία όπου γίνεται η κατανάλωση της ηλεκτρικής ενέργειας. Επίσης, συνδέει μεταξύ τους διαφορετικά συστήματα ηλεκτρικής ενέργειας γειτονικών χωρών. Από το σύστημα μεταφοράς τροφοδοτούνται οι καταναλωτές υψηλής τάσης. Η μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας γίνεται με υψηλή τάση, για μικρότερες ηλεκτρικές απώλειες και οικονομικότερη λειτουργία.

ΔΙΑΝΟΜΗ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Το σύστημα διανομής ηλεκτρικής ενέργειας ρυθμίζει τη διανομή της ηλεκτρικής ενέργειας στους καταναλωτές μέσης(ΜΤ) και χαμηλής τάσης(ΧΤ) Αποτελείται από τρία υποσυστήματα: Το σύστημα διανομής μέσης τάσης Τους υποσταθμούς διανομής Το σύστημα διανομής χαμηλής τάσης Το σύστημα διανομής μέσης τάσης τροφοδοτείται από τους υποσταθμούς υποβιβασμού υψηλής τάσης προς μέση τάση Το σύστημα διανομής μέσης τάσης τροφοδοτεί τόσο τους καταναλωτές μέσης τάσης όσο και τους υποσταθμούς διανομής χαμηλής τάσης Οι υποσταθμοί διανομής χαμηλής τάσης με τη σειρά τους τροφοδοτούν τους καταναλωτές

ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΦΟΡΤΙΩΝ Τα φορτία των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας ταξινομούνται σε βιομηχανικά, εμπορικά και οικιακά Τα μεγάλα βιομηχανικά φορτία μπορεί να εξυπηρετούνται από το σύστημα μεταφοράς ηλεκτρικής ενέργειας ΥΤ Τα μικρά βιομηχανικά φορτία εξυπηρετούνται από το σύστημα διανομής μέσης τάσης ΜΤ Τα βιομηχανικά φορτία είναι σύνθετα φορτία (έχουν ωμικό και επαγωγικό μέρος), καθώς οι κινητήρες επαγωγής αποτελούν μεγάλο τμήμα των φορτίων αυτών. Τα σύνθετα βιομηχανικά φορτία εξαρτώνται από την τάση και τη συχνότητα και αποτελούν ένα σημαντικό μέρος του φορτίου του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας. Τα εμπορικά και οικιακά φορτία αποτελούνται κυρίως από φορτία φωτισμού, θέρμανσης, και ψύξης. Η πραγματική ισχύς των φορτίων εκφράζεται σε kW ή MW. Το φορτίο μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια της ημέρας

Προγραμματισμός και Έλεγχος Παραγωγής Προγραμματισμός ανάπτυξης: Χρονικός ορίζοντας 20-25 χρόνια Μακροχρόνιος (προγραμματισμός εγκατάστασης νέων μονάδων) Μεσοπρόθεσμα 1-5 χρόνια: Προγραμματισμός αγοράς καυσίμων, χρήση υδάτινων πόρων, συντηρήσεις μονάδων Παράγοντες που πρέπει να αναλυθούν για τον προγραμματισμό είναι: Ηλεκτρική ζήτηση Διαθεσιμότητα μονάδων Παραγωγής Υδραυλικότητα του έτους Τιμές μονάδων καυσίμων Δεν είναι γνωστοί πρέπει να αναλυθούν με πιθανολογικές μεθόδους

Κατάρτιση Σεναρίων Μακροχρόνιου Μεσοπρόθεσμου Προγραμματισμού Κατάρτιση Σεναρίων Μακροχρόνιου Μεσοπρόθεσμου Προγραμματισμού Κατάρτιση σεναρίων ανάλογα με παραδοχές και πιθανές τιμές των αβέβαιων παραγόντων (Πολυκριτήρια ανάλυση)

Βραχυπρόθεσμος Προγραμματισμός Ο Βραχυπρόθεσμος Προγραμματισμός περιλαμβάνει όλα τα προγράμματα ένταξης των μονάδων παραγωγής με μοναδικό στόχο την κάλυψη της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας κατά τον πλέον οικονομικό και αξιόπιστο τρόπο.

Ερωτήσεις