Θέμα 7: Σχέδια βέλτιστης αξιοποίησης ανανεώσιμου ενεργειακού δυναμικού

Επιβλέπων: Νικόλαος Θωμαΐδης

Ανανεώσιμες μορφές ενέργειας, όπως η αιολική και η ηλιακή, θεωρούνται σήμερα από πολλούς ως μία βιώσιμη λύση στο ενεργειακό πρόβλημα. Εγκυμονούν ωστόσο μία σειρά προβλημάτων και κινδύνων για τους επενδυτές, τους διαχειριστές των δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας και τον απώτερο καταναλωτή, λόγω κυρίως της μεταβλητότητας και ελλιπούς προβλεψιμότητας της προσφερόμενης ενέργειας σε μία δεδομένη χρονική στιγμή στο μέλλον.

Μία στρατηγική διαχείρισης του κινδύνου μεταβλητότητας της παραγωγής (volumetric risk) είναι ο σχηματισμός χαρτοφυλακίου σταθμών παραγωγής ενέργειας με γεωγραφική ή τεχνολογική διασπορά. Με αυτόν τον τρόπο, η χαμηλή παραγωγικότητα μίας εγκατάστασης που παρατηρείται σε μία δεδομένη χρονική στιγμή μπορεί να αντισταθμιστεί από μία άλλη απομακρυσμένη τοποθεσία ή μία διαφορετική τεχνολογία που εξακολουθεί να παράγει. Το ποιες εγκαταστάσεις και σε τι αναλογία θα επιλεγούν στο συνολικό ενεργειακό «μίγμα» εξαρτάται από το βαθμό συσχέτισης του αιολικού, ή ηλιακού δυναμικού των υποψήφιων περιοχών.

Ο/η φοιτητής/τρια που θα αναλάβει την εκπόνηση μελέτης στο συγκεκριμένο θέμα έρευνας καλείται:

  • να εφαρμόζει πορίσματα και τεχνικές της θεωρίας χαρτοφυλακίου σε ένα καινοτόμο και αναδυόμενο ερευνητικό πεδίο 
  • να αναδείξει, μέσα από συγκεκριμένες μελέτες περίπτωσης (case studies), τα πλεονεκτήματα της γεωγραφικής/τεχνολογικής ολοκλήρωσης ως μία στρατηγική διασποράς του κινδύνου μεταβλητότητας της παραγωγής
  • να καταλήξει σε συγκεκριμένες προτάσεις για τη βέλτιστη κατανομή της συνολικής ισχύος ανάλογα με τους στόχους που τίθενται από τον επενδυτή ή τον διαχειριστή του δικτύου (π.χ. εξασφάλιση της απαραίτητης ποσότητας ενέργειας σε ακραίες δυσμενείς καιρικές συνθήκες).

Η προτεινόμενη μελέτη περιλαμβάνει ένα στάδιο βιβλιογραφικής επισκόπησης και ένα στάδιο εμπειρικής έρευνας, κατά τη διάρκεια του οποίου ο/η φοιτητής/τρια θα συλλέξει – επεξεργαστεί δεδομένα που αφορούν στο συγκεκριμένο χώρο εφαρμογής. Στη βάση αυτών των στοιχείων, θα κληθεί να ελέγξει υποθέσεις επί του χώρου εφαρμογής και να επιλύσει κάποιο πρόβλημα μαθηματικού προγραμματισμού. Είναι απαραίτητο να συγκριθεί η αποτελεσματικότητα των μεθόδων που προτείνονται σε σχέση με άλλες τεχνικές ή διαδικασίες που εφαρμόζονται στην πράξη για την επίλυση του ιδίου προβλήματος. Λόγω του πρακτικού προσανατολισμού και των υπολογιστικών απαιτήσεων του προτεινόμενου θέματος, συνίσταται  η γνώση μίας ευρείας χρήσεως γλώσσας προγραμματισμού (κυρίως Matlab).

Ο/Η φοιτητής/τρια θα πραγματοποιεί την έρευνά του και παράλληλα θα έχει τη δυνατότητα να παρακολουθεί ένα μάθημα ανά εξάμηνο κατόπιν εισήγησης της τριμελούς επιτροπής. Τα προτεινόμενα μαθήματα είναι: