Αξιοποίηση ηλιογεωθερμικής ενέργειας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στα νησιά του Αιγαίου

Αλέξοπουλος, Παναγιώτης

Utilization of solar and geothermal energy for electricity production at the Aegean Sea islands

Πτυχιακή εργασία

Author

Αλέξοπουλος, Παναγιώτης

Date

2020-10-06

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στην εκμετάλλευση της γεωθερμίας και της ηλιοθερμίας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στα νησιά του Αιγαίου Πελάγους. Η Ελλάδα κατέχει ένα αξιοσημείωτο γεωθερμικό δυναμικό, λόγω του ότι βρίσκεται μεταξύ δύο μεγάλων τεκτονικών πλακών (Ευρασιατικής και Αφρικανικής πλάκας). Συγκεκριμένα το τόξο του Νοτίου Αιγίου αποτελεί την περιοχή με τη μεγαλύτερη δυναμικότητα σε γεωθερμική ενέργεια που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ηλεκτροπαραγωγή με υψηλή απόδοση. Από την άλλη, η Ελλάδα διαθέτει και πλούσιο ηλιακό δυναμικό (1700 kWh /m2), ιδίως στα νησιά του Αιγαίου, που μπορεί να γίνει αντικείμενο εκμετάλλευσης για ηλιοθερμικές μονάδες παραγωγής ενέργειας, όπως είναι τα παραβολικά συγκεντρωτικά κάτοπτρα που εξετάζονται στην παρούσα εργασία. Βασικός σκοπός αυτής της μελέτης είναι η αποτελεσματική υβριδοποίηση των προαναφερόμενων ανανεώσιμων τεχνολογιών, ώστε να παραχθεί ηλεκτρική ενέργεια στα νησιά του Μη Διασυνδεδεμένου Δικτύου του Αιγαίου. Η έρευνα εστιάζεται στο νησιωτικό σύμπλεγμα Κω – Καλύμνου και συγκεκριμένα στη Νίσυρο, που κατέχει το δεύτερο ισχυρότερο γεωθερμικό πεδίο της Ελλάδος. Στα πλαίσια αυτής προτείνεται υβριδική ηλιογεωθερμική μονάδα παραγωγής ενέργειας με στόχο την επέκταση του χρόνου ζωής του γεωθερμικού ταμιευτήρα, λόγω του θερμικού ελλείματος που υφίσταται, αλλά και την εξασφάλιση της μακροβιότητας των παραγωγικών χρόνων της γεωθερμικής εγκατάστασης. Αυτό πραγματοποιείται μέσω της ανάκτησης ενός ποσοστού της χαμένης θερμικής ενέργειας του γεωθερμικού ρευστού από το ηλιοθερμικό πεδίο των παραβολικών συλλεκτών που βρίσκεται σε διάταξη αναθέρμανσης με τον γεωθερμικό κύκλο. Συγκεκριμένα, με τη θερμική ενέργεια που παράγεται από το ηλιοθερμικό πεδίο, αυξάνεται η θερμοκρασία του γεωθερμικού ρευστού πριν την επανεισαγωγή του στο υπέδαφος ελαττώνοντας έτσι την θερμική εξασθένηση του γεωθερμικού πεδίου. Απώτερος σκοπός του έργου είναι η κάλυψη ενός μεγάλου μέρους της ενεργειακής ζήτησής του νησιωτικού συμπλέγματος Κω – Καλύμνου και η απεξάρτηση αυτού από την χρήση συμβατικών καυσίμων, με οικονομικά βιώσιμο τρόπο.

Abstract

This thesis focuses on the exploitation of geothermal and solar thermal power to generate electricity in the Aegean islands. Greece has remarkable geothermal potential, due to the fact that it is located between two large tectonic plates (Eurasian and African plate). Specifically, the arc of the South Aegean is the area with the largest capacity in geothermal energy that can be used for high-efficiency electricity generation. On the other hand, Greece has a rich solar potential (1700 kWh / m2), especially in the Aegean islands, which can be exploited for solar thermal power plants, such as the parabolic through collector technology that examined in this work. The main purpose of this study is the effective hybridization of the aforementioned renewable technologies, in order to generate electricity in the islands of the Non-Interconnected Network of the Aegean. The research focuses on the island complex of Kos - Kalymnos and specifically on Nisyros, which holds the second-largest geothermal field in Greece. In this context, a hybrid solar geothermal power plant is proposed in order to extend the life of the geothermal reservoir, due to the thermal deficit that exists, but also to ensure the longevity of the productive years of the geothermal facility. This is done by recovering a percentage of the lost thermal energy of the geothermal fluid from the solar thermal field of the parabolic collectors that ordered as a reheating configuration with the geothermal cycle. Specifically, the thermal energy, generated by the concentrated solar collectors, increases the temperature of the geothermal brine, during reinjection to the injection well and reduces the energy degradation of the field. The ultimate goal of the project is to cover a large part of the energy demand of the autonomous electrical grid of Kos - Kalymnos and mitigate its dependence on the use of conventional fuels, in an economically sustainable way.

Number of pages

159

Faculty

Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών

Academic Department

Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Τ.Ε.

Language

Greek

URI

http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/5439

Collections

Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Τ.Ε.

Show full item record

Except where otherwise noted, this item's license is described as
Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα