Η ενεργειακή αναβάθμιση των λιμένων και κατ’ επέκταση η επίτευξη της βιώσιμης ανάπτυξής τους αποτελεί ένα πολύ σημαντικό στόχο παγκοσμίως, καθώς η συνεχής και ραγδαία τεχνολογική πρόοδος, αλλά και η ανάγκη διατήρησης ή/και βελτίωσης του τρέχοντος επιπέδου της εμπορικής δραστηριότητας που λαμβάνει χώρα σ’ αυτά, επιτάσσουν την υιοθέτηση αυτής της στρατηγικής κατεύθυνσης. Συγκεκριμένα, είναι απαραίτητο να διασφαλιστεί πως η προσδοκώμενη εξάλειψη των περιβαλλοντικών επιπτώσεων από τη λειτουργία τους, θα επιτευχθεί συνυπολογίζοντας τους τομείς της οικονομικής ευφορίας και της κοινωνικής αποδοχής.
Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία μελετήθηκε το εγχείρημα τροποποίησης ενός συμβατικού λιμένος, ο οποίος βασίζεται στη χρήση παρωχημένων τεχνολογιών, σε ένα εκσυγχρονισμένο λιμένα, με μηδενικό ενεργειακό αποτύπωμα, παρέχοντας τη δυνατότητα να λειτουργήσει ενεργειακά ανεξάρτητος από το τοπικό δίκτυο. Κατόπιν μελέτης και αξιολόγησης των τρεχουσών στρατηγικών, των τεχνολογικών χρήσεων, των πηγών ενέργειας, αλλά και προτεινόμενων εναλλακτικών καυσίμων και συστημάτων διαχείρισης και παραγωγής ενέργειας, εξετάστηκαν 9 διαφορετικά μοντελοποιημένα σενάρια με χρήση κατάλληλου λογισμικού βελτιστοποίησης. Οι κυριότερες ρυθμιστικές παράμετροι που αξιοποιήθηκαν αφορούν την παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (φωτοβολταϊκά πλαίσια και ανεμογεννήτριες), την αξιοποίηση συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας (μπαταρίες) και το συνυπολογισμό του ενεργειακού συμψηφισμού παραγόμενης-καταναλισκόμενης ενέργειας (Net-Metering).
Μέσω διεξαγωγής ανάλυσης και σύγκρισης των παραχθέντων συστημάτων, απεφάνθη πως το ισχύον σύστημα δε συνάδει με την τεχνολογική πρόοδο και τις ανάγκες της εποχής και χρήζει ανακαίνισης. Κατόπιν, προκρίθηκε η βέλτιστη λύση για την επίτευξη της αειφόρου ανάπτυξης του λιμένα μελέτης, λαμβάνοντας υπόψιν πραγματικά δεδομένα ενεργειακών καταναλώσεων καθώς και τα μετεωρολογικά δεδομένα της περιοχής. Συγκεκριμένα, απεδείχθη πως το βέλτιστο προκριθέν σενάριο επιφέρει πλήρη εξάλειψη των εκπομπών αέριων ρύπων που οφείλονται στη λειτουργία του λιμένα, ενώ παράλληλα, προκύπτει μείωση του ισοδύναμου κόστους ενέργειας της τάξεως του 47%. Τέλος, υπάρχουν πολλές διαθέσιμες τεχνολογίες που δεν εξετάζονται στην παρούσα έρευνα και προτείνεται η δοκιμή τους σε μελλοντικά παρόμοια εγχειρήματα.
(EL)
The energy enhancement of ports and, therefore, their sustainable development is a vital goal for their authorities. This strategic direction is necessary for the obligation for maintenance and improvement of the current level of their commercial activity. In particular, it is essential to ensure that the diminishing of the environmental impacts of the port-related operations will be accomplished by reckoning in the sectors of economic euphoria and social acceptance.
This diploma thesis focuses on the conversion of a conventional port, based on the use of outdated technologies, in a modernized port, with zero energy footprint, enabling its grid-independent operation. After studying and evaluating the current strategies, technological uses, energy sources, the research team proposed available alternative fuels and energy management and production systems, and nine different scenarios were modeled and examined, by using optimization software (HomerPRO). The main regulatory parameters that were utilized concern the production of energy from photovoltaic panels and wind turbines, the utilization of energy storage systems (batteries), and the inclusion of the energy offset of produced-consumed energy (Net-Metering).
Through the analysis and the comparison of the examined systems, it was proven that the current system is not in line with the technological progress and the contemporary needs of a modern port, and need to be renovated. Afterward, the optimal solution was chosen to achieve the sustainable development of the case-study port, taking into account real data for energy consumption and meteorological data of the area. In particular, it was proven that the optimal selected scenario leads to complete elimination of Green House Gases emissions due to the operations of the port, while at the same time, the Levelized Cost of energy is reduced by more than 47%. Concluding, there are many technologies available that were not taken into account in the present study, and their examination and evaluation are suggested for similar future ventur.
(EN)
