Η ολοένα αυξανόμενη διείσδυση των ηλεκτρικών οχημάτων είναι συνέπεια της αναγκαιότητας για τη μείωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος στον τομέα των μεταφορών. Ωστόσο, αυτή η εισαγωγή των ηλεκτρικών οχημάτων, λόγω της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο για τη φόρτισή τους, θα μπορούσε να δημιουργήσει προβλήματα στην ομαλή λειτουργία του ηλεκτρικού δικτύου και ειδικά σε αυτόνομα ηλεκτρικά συστήματα όπως αυτά των μη διασυνδεδεμένων νησιών.
Η παραγωγή ενέργειας στα μη διασυνδεδεμένα νησιά γίνεται κατά κύριο λόγο από τοπικούς θερμικούς σταθμούς που λειτουργούν με καύσιμο πετρέλαιο ή/και μαζούτ καθώς και από σταθμούς ΑΠΕ (Αιολικά, Φωτοβολταϊκά). Οι διαταραχές του ηλεκτρικού συστήματος σε μια νησιωτική περιοχή έχουν μεγαλύτερο αντίκτυπο σε σχέση με το διασυνδεδεμένο σύστημα, με αποτέλεσμα να είναι πιο δύσκολη η εξισορρόπηση του δικτύου και να απαιτούνται περισσότερες εφεδρείες.
Τα ηλεκτρικά οχήματα, ως μονάδες αποθήκευσης θα μπορούσαν αφενός να λειτουργήσουν ως
συνδετικός κρίκος μεταξύ δικτύου και ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και αφετέρου να
συμβάλλουν στη μείωση της αιχμής ζήτησης και στη μείωση του περιβαλλοντικού
αποτυπώματος, ενισχύοντας παράλληλα και την αξιοπιστία του δικτύου.
Με βάση τα προαναφερθέντα, η παρούσα εργασία έχει ως σκοπό την ανάλυση της επίδρασης
ενός στόλου ηλεκτρικών οχημάτων στην ευελιξία του ηλεκτρικού δικτύου των μη
διασυνδεδεμένων νησιών και συγκεκριμένα στο αυτόνομο ηλεκτρικό σύστημα της Μεγίστης.
Θα εξεταστούν τρεις στρατηγικές φόρτισης για διάφορα σενάρια διείσδυσης ηλεκτρικών
οχημάτων με και χωρίς την εισαγωγή ΑΠΕ στο ενεργειακό μίγμα, η μη ελεγχόμενη φόρτιση, η
φόρτιση με τη χρήση διζωνικού τιμολογίου και η έξυπνη φόρτιση (smart charging). Η
υλοποίηση της έξυπνης φόρτισης θα γίνει με την εφαρμογή ενός μαθηματικού μοντέλου το
οποίο επιλύεται με τη χρησιμοποίηση γενετικών αλγόριθμων.
Συγκεκριμένα, στο πρώτο κεφάλαιο της παρούσας εργασίας γίνεται μια εισαγωγή για την
υφιστάμενη κατάσταση και την ανάγκη για ηλεκτροκίνηση. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναλύεται
η τεχνολογία των ηλεκτρικών οχημάτων, ενώ στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στο
ρυθμιστικό πλαίσιο, τα μοντέλα ανάπτυξης υποδομών φόρτισης καθώς και στην οργάνωση της
αγοράς υπηρεσιών της ηλεκτροκίνησης. Στο τέταρτο κεφάλαιο αναλύεται το δίκτυο
ηλεκτρικής ενέργειας των μη διασυνδεδεμένων νησιών, ενώ στο πέμπτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στα βασικά στοιχεία των γενετικών αλγορίθμων. Στο έκτο κεφάλαιο υπάρχει το
μαθηματικό μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε καθώς και οι στρατηγικές φόρτισης. Στο έβδομο
κεφάλαιο γίνεται η εισαγωγή ΑΠΕ στο ενεργειακό μίγμα του νησιού, ενώ στο τελευταίο
κεφάλαιο υπάρχουν τα συμπεράσματα της παρούσας εργασίας.
(EL)
The increasing penetration of electric vehicles is a consequence of the need to reduce the
environmental footprint in the transport sector. However, the demand for electricity from the
grid for charging electric vehicles could create problems in the operation of the grid and
especially in autonomous electrical systems such as those of non-interconnected islands.
Electricity in the non-interconnected islands is mainly generated by local thermal power plants
that run on oil as well as by renewable energy stations (Wind, Photovoltaic). Power fluctuations
in a non-interconnected island have a greater impact than those in the interconnected system,
making it more difficult to balance the grid.
Electric vehicles could not only act as a link between the grid and renewable energy sources
but also help to reduce peak demand and decrease the environmental footprint, while
strengthening the reliability of the electricity grid. Based on the above, this thesis aims to
analyze the effect of an electric vehicles fleet on the flexibility of the electricity grid of non-
interconnected islands and specifically in the autonomous electrical system of Megisti.
Three charging strategies will be examined through various scenarios for electric vehicle and
RES penetration; uncontrolled charging, charging using a dual-zone tariff and smart charging.
The implementation of smart charging will be done by applying a mathematical model that is
solved by using genetic algorithms.
In particular, the first chapter of this thesis introduces the current situation and the need for
electromobility. In the second chapter the technology of electric vehicles is analyzed, while in
the third chapter the regulatory framework, the development of charging infrastructure and the
organization of the market of electromobility services are analyzed In the fourth chapter the
electricity grid of the non-interconnected islands is analyzed, while in the fifth chapter reference
is made to the basic elements of the genetic algorithms. In the sixth and the seventh chapter
there is the mathematical model used as well as the charging strategies implemented, with or
without renewables. In the last chapter there are the conclusions of the present thesis.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
