Ειδικές εφαρμογές κυματικής ενέργειας - αφαλάτωση
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Μορφή: | Πτυχιακή εργασία |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
ΤΕΙ Πειραιά
2012
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/1876 |
| _version_ | 1780525033549987840 |
|---|---|
| abstract | Αυτή η πτυχιακή εργασία ασχολείται με μια σχετικά νέα και άγνωστη, στη χώρα μας,
ανανεώσιμη πηγή ενέργειας με σημαντικές προοπτικές εκμετάλλευσης στο άμεσο
μέλλον σε ολόκληρο τον κόσμο. Ο θαλάσσιος κυματισμός είναι, όπως όλες οι μορφές
Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ), μία ανεξάντλητη πηγή ενέργειας, ενώ
παρουσιάζει μεταξύ των ΑΠΕ την υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα. Το ενεργειακό
δυναμικό στους ωκεανούς του πλανήτη μας θεωρείται τεράστιο, η εκμετάλλευση ενός
μικρού μόνο ποσοστού του δυναμικού αυτού θα μπορούσε θεωρητικά να
υπερκαλύψει τις ενεργειακές ανάγκες παγκοσμίως. Στόχος της εργασίας είναι η
περιγραφή των ειδικών εφαρμογών της κυματικής ενέργειας στην Ευρώπη καθώς
επίσης γίνετε και αναφορά στην κατάσταση που επικρατεί στην Ελλάδα όπως και
στις προοπτικές ανάπτυξης μιας τέτοιας ΑΠΕ στη χώρα μας.
Επίσης, εξετάζεται η τρέχουσα κατάσταση της παγκόσμιας λειψυδρίας, και των
διαδικασιών αφαλάτωσης, καθώς και της αποτελεσματικότητάς τους. Δεδομένου ότι
αυξάνονται με ταχείς ρυθμούς οι ενεργειακές απαιτήσεις της αφαλάτωσης και η
σοβαρότητα των αντίστοιχων εκπομπών θερμοκηπιακών αερίων, ο στόχος αυτής της
εργασίας είναι να καθορίσει την τρέχουσα ανταγωνιστικότητα στην απόδοση της
υψηλής τεχνολογίας αφαλάτωσης και των μη ορυκτών καυσίμων που κινούνται με
συστήματα ανανεώσιμης ενέργειας (ΑΠΕ).
Ακόμα, εξετάζεται η δυνατότητα για ένα αυτόνομο τροφοδοτούμενο με κύμα
σύστημα αφαλάτωσης και προσδιορίζεται ότι η περισσότερη ελπιδοφόρος
διαμόρφωση είναι εγκαταστάσεις αντίστροφης όσμωσης (RO) που χρησιμοποιούν
έναν ενισχυτή \εναλλάκτη πίεσης για την ενέργεια αποκατάστασης. Αναπτύσσεται
ένα αριθμητικό μοντέλο της συνδυασμένης κυματικής ενέργειας και των
εγκαταστάσεων αφαλάτωσης που δείχνει ότι είναι δυνατό να παρέχει σε
εγκαταστάσεις αφαλάτωσης θαλασσινό νερό που διατηρείται σε σταθερή
ατμοσφαιρική πίεση άμεσα από τον ενεργειακό μετατροπέα κυμάτων, ο οποίος
αποβάλλει το κόστος και τις ενεργειακές απώλειες που συνδέονται με τη μετατροπή
της ενέργειας σε ηλεκτρική και πίσω στο διατηρημένο σε σταθερή ατμοσφαιρική
πίεση νερό. Προτείνεται ότι η οικονομική δυνατότητα για τροφοδοτούμενη με κύμα
αφαλάτωση εξαρτάται από αυτές τις ενέργειες και οικονομίες που αντισταθμίζουν
περισσότερο τη μείωση της ζωής των μεμβρανών που εμφανίζονται με μεταβλητούς
όρους τροφοδοσίας.
Τέλος, αναπτύσσεται ένα τεχνο-οικονομικό μοντέλο μιας αυτόνομης μονάδας
αφαλάτωσης κύματος και δείχνει ότι το φρέσκο νερό μπορεί να παραχθεί για τόσο
λίγα χρήματα όπως 0,34 €/m.3. Τα πλεονεκτήματα μιας αυτόνομης μονάδας
αφαλάτωσης κύματος επίσης δείχνουν ότι η πραγματική αξία του συστήματος είναι
αυξημένη λόγω της ευελιξίας του για ανάπτυξη και τη μείωση των περιβαλλοντικών
επιπτώσεων. Το οικονομικό μοντέλο της εγκατάστασης χρησιμοποιεί καλύτερα
στοιχεία για την εκτίμηση του κόστους που μειώνεται σε ετήσια βάση ώστε να
διευκολυνθεί ο υπολογισμός του κόστους του νερού. Τέλος, τα εμπόδια για την
ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας εξετάζονται, αλλά δεν θεωρούνται ανυπέρβλητα. |
| abstracttranslated | This essay deals with a relatively new and unknown ίη our country, renewable energy
source with significant potential for exploitation in the near future in the world. The
sea waves are, like all forms of Renewable Energy Sources (RES), an inexhaustible
source of energy, and have among the highest renewable energy density. The energy
potential in the oceans of our planet is enormous, the only holding a small percentage
of this capacity could theoretically override the energy needs worldwide. The aim of
this study ίs to describe specific applications of wave energy ίη Europe will also be a
reference to the situation in Greece as well as the prospects of such renewable energy
ίη our country.
Also reviews the current status of global water scarcity, and desalination processes, as
well as their efficiencies. Given rapidly growing desalination energy demands and the
seήousness of the associated greenhouse gas ernissions, this paper' s goal is to
determine the current technological competitiveness of high efficiency desalination
technologies and non-fossil fuel powered renewable energy system (RES) integration
with commercial desalination plants.
The potential for an autonomous wave-powered desalination system is considered and
it is identified that the most promising configuration is a reverse osmosis (RO) plant
utilizing a pressure exchanger-intensifier for energy recovery. Α numerical model of
the RO plant with a pressure exchanger-intensifier is developed that shows that a
specific energy consumption of less than 2.0 kW h/m3 over a wide range of sea water
feed conditions, making it particularly suitable for use with a vaήable power source
such as wave energy. Α numeήcal model of the combined wave-power and
desalination plant is also developed that shows that it is possible to supply the
desalination plant with sea-water directly pressuήzed by the wave energy converter,
eliminating the cost and energy losses associated with converting the energy into
electricity and back to pressuήzed water. It is suggested that the economic potential
for wave-powered desalination depends οη these energy and cost savings more than
compensating for the reduction in membrane life that occurs with variable feed
conditions.
Α techno-economic model of an autonomous wave-powered desalination plant is
developed and indicates that fresh water can be produced for as little as 0,34 €/m3.
The advantages of an autonomous wave-powered desalination plant are also discussed
indicating that the real value of the system is enhanced due to its flexibility for
deployment and reduced environmental impact. The economic model of the plant uses
best-estimate cost data which are reduced to annualized costs to facilitate the
calculation of the cost of water. Finally, the barriers to the deployment of this
technology are discussed, but they are not considered insurmountable. |
| advisor | |
| author | Τορβακόπουλος, Δημήτριος |
| author_facet | Τορβακόπουλος, Δημήτριος |
| author_sort | Τορβακόπουλος, Δημήτριος |
| collection | Okeanis Institutional Repository |
| facultydepartment | Τμήμα Μηχανολογίας |
| format | Πτυχιακή εργασία |
| id | okeanis-123456789-1876 |
| institution | University of West Attica Campus II |
| keyword | Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας Κυματική ενέργεια Τεχνολογίες κυματικής ενέργειας Προοπτική και ανάπτυξη κυματικής ενέργειας Αφαλάτωση Τεχνολογίες αφαλάτωσης Αφαλάτωση με κυματική ενέργεια Ανάκτηση ενέργειας |
| language | Greek |
| physical | 71 σελ. |
| publishDate | 2012 |
| publisher | ΤΕΙ Πειραιά |
| record_format | dspace |
| spelling | okeanis-123456789-18762018-12-14T13:40:35Z Ειδικές εφαρμογές κυματικής ενέργειας - αφαλάτωση Τορβακόπουλος, Δημήτριος Κονδύλη, Αιμιλία Τμήμα Μηχανολογίας TPSH::Περιβάλλον::Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας Κυματική ενέργεια Τεχνολογίες κυματικής ενέργειας Προοπτική και ανάπτυξη κυματικής ενέργειας Αφαλάτωση Τεχνολογίες αφαλάτωσης Αφαλάτωση με κυματική ενέργεια Ανάκτηση ενέργειας Αυτή η πτυχιακή εργασία ασχολείται με μια σχετικά νέα και άγνωστη, στη χώρα μας, ανανεώσιμη πηγή ενέργειας με σημαντικές προοπτικές εκμετάλλευσης στο άμεσο μέλλον σε ολόκληρο τον κόσμο. Ο θαλάσσιος κυματισμός είναι, όπως όλες οι μορφές Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ), μία ανεξάντλητη πηγή ενέργειας, ενώ παρουσιάζει μεταξύ των ΑΠΕ την υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα. Το ενεργειακό δυναμικό στους ωκεανούς του πλανήτη μας θεωρείται τεράστιο, η εκμετάλλευση ενός μικρού μόνο ποσοστού του δυναμικού αυτού θα μπορούσε θεωρητικά να υπερκαλύψει τις ενεργειακές ανάγκες παγκοσμίως. Στόχος της εργασίας είναι η περιγραφή των ειδικών εφαρμογών της κυματικής ενέργειας στην Ευρώπη καθώς επίσης γίνετε και αναφορά στην κατάσταση που επικρατεί στην Ελλάδα όπως και στις προοπτικές ανάπτυξης μιας τέτοιας ΑΠΕ στη χώρα μας. Επίσης, εξετάζεται η τρέχουσα κατάσταση της παγκόσμιας λειψυδρίας, και των διαδικασιών αφαλάτωσης, καθώς και της αποτελεσματικότητάς τους. Δεδομένου ότι αυξάνονται με ταχείς ρυθμούς οι ενεργειακές απαιτήσεις της αφαλάτωσης και η σοβαρότητα των αντίστοιχων εκπομπών θερμοκηπιακών αερίων, ο στόχος αυτής της εργασίας είναι να καθορίσει την τρέχουσα ανταγωνιστικότητα στην απόδοση της υψηλής τεχνολογίας αφαλάτωσης και των μη ορυκτών καυσίμων που κινούνται με συστήματα ανανεώσιμης ενέργειας (ΑΠΕ). Ακόμα, εξετάζεται η δυνατότητα για ένα αυτόνομο τροφοδοτούμενο με κύμα σύστημα αφαλάτωσης και προσδιορίζεται ότι η περισσότερη ελπιδοφόρος διαμόρφωση είναι εγκαταστάσεις αντίστροφης όσμωσης (RO) που χρησιμοποιούν έναν ενισχυτή \εναλλάκτη πίεσης για την ενέργεια αποκατάστασης. Αναπτύσσεται ένα αριθμητικό μοντέλο της συνδυασμένης κυματικής ενέργειας και των εγκαταστάσεων αφαλάτωσης που δείχνει ότι είναι δυνατό να παρέχει σε εγκαταστάσεις αφαλάτωσης θαλασσινό νερό που διατηρείται σε σταθερή ατμοσφαιρική πίεση άμεσα από τον ενεργειακό μετατροπέα κυμάτων, ο οποίος αποβάλλει το κόστος και τις ενεργειακές απώλειες που συνδέονται με τη μετατροπή της ενέργειας σε ηλεκτρική και πίσω στο διατηρημένο σε σταθερή ατμοσφαιρική πίεση νερό. Προτείνεται ότι η οικονομική δυνατότητα για τροφοδοτούμενη με κύμα αφαλάτωση εξαρτάται από αυτές τις ενέργειες και οικονομίες που αντισταθμίζουν περισσότερο τη μείωση της ζωής των μεμβρανών που εμφανίζονται με μεταβλητούς όρους τροφοδοσίας. Τέλος, αναπτύσσεται ένα τεχνο-οικονομικό μοντέλο μιας αυτόνομης μονάδας αφαλάτωσης κύματος και δείχνει ότι το φρέσκο νερό μπορεί να παραχθεί για τόσο λίγα χρήματα όπως 0,34 €/m.3. Τα πλεονεκτήματα μιας αυτόνομης μονάδας αφαλάτωσης κύματος επίσης δείχνουν ότι η πραγματική αξία του συστήματος είναι αυξημένη λόγω της ευελιξίας του για ανάπτυξη και τη μείωση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Το οικονομικό μοντέλο της εγκατάστασης χρησιμοποιεί καλύτερα στοιχεία για την εκτίμηση του κόστους που μειώνεται σε ετήσια βάση ώστε να διευκολυνθεί ο υπολογισμός του κόστους του νερού. Τέλος, τα εμπόδια για την ανάπτυξη αυτής της τεχνολογίας εξετάζονται, αλλά δεν θεωρούνται ανυπέρβλητα. This essay deals with a relatively new and unknown ίη our country, renewable energy source with significant potential for exploitation in the near future in the world. The sea waves are, like all forms of Renewable Energy Sources (RES), an inexhaustible source of energy, and have among the highest renewable energy density. The energy potential in the oceans of our planet is enormous, the only holding a small percentage of this capacity could theoretically override the energy needs worldwide. The aim of this study ίs to describe specific applications of wave energy ίη Europe will also be a reference to the situation in Greece as well as the prospects of such renewable energy ίη our country. Also reviews the current status of global water scarcity, and desalination processes, as well as their efficiencies. Given rapidly growing desalination energy demands and the seήousness of the associated greenhouse gas ernissions, this paper' s goal is to determine the current technological competitiveness of high efficiency desalination technologies and non-fossil fuel powered renewable energy system (RES) integration with commercial desalination plants. The potential for an autonomous wave-powered desalination system is considered and it is identified that the most promising configuration is a reverse osmosis (RO) plant utilizing a pressure exchanger-intensifier for energy recovery. Α numerical model of the RO plant with a pressure exchanger-intensifier is developed that shows that a specific energy consumption of less than 2.0 kW h/m3 over a wide range of sea water feed conditions, making it particularly suitable for use with a vaήable power source such as wave energy. Α numeήcal model of the combined wave-power and desalination plant is also developed that shows that it is possible to supply the desalination plant with sea-water directly pressuήzed by the wave energy converter, eliminating the cost and energy losses associated with converting the energy into electricity and back to pressuήzed water. It is suggested that the economic potential for wave-powered desalination depends οη these energy and cost savings more than compensating for the reduction in membrane life that occurs with variable feed conditions. Α techno-economic model of an autonomous wave-powered desalination plant is developed and indicates that fresh water can be produced for as little as 0,34 €/m3. The advantages of an autonomous wave-powered desalination plant are also discussed indicating that the real value of the system is enhanced due to its flexibility for deployment and reduced environmental impact. The economic model of the plant uses best-estimate cost data which are reduced to annualized costs to facilitate the calculation of the cost of water. Finally, the barriers to the deployment of this technology are discussed, but they are not considered insurmountable. 2012-06 Πτυχιακή εργασία http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/1876 el http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/ Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα ΤΕΙ Πειραιά 71 σελ. http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/bitstream/123456789/1876/7/mix_666.pdf.jpg |
| spellingShingle | TPSH::Περιβάλλον::Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Τορβακόπουλος, Δημήτριος Ειδικές εφαρμογές κυματικής ενέργειας - αφαλάτωση |
| title | Ειδικές εφαρμογές κυματικής ενέργειας - αφαλάτωση |
| title_full | Ειδικές εφαρμογές κυματικής ενέργειας - αφαλάτωση |
| title_fullStr | Ειδικές εφαρμογές κυματικής ενέργειας - αφαλάτωση |
| title_full_unstemmed | Ειδικές εφαρμογές κυματικής ενέργειας - αφαλάτωση |
| title_short | Ειδικές εφαρμογές κυματικής ενέργειας - αφαλάτωση |
| title_sort | ειδικές εφαρμογές κυματικής ενέργειας - αφαλάτωση |
| topic | TPSH::Περιβάλλον::Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας |
| url | http://okeanis.lib2.uniwa.gr/xmlui/handle/123456789/1876 |