Βελτιστοποίηση των επιλογών ελέγχου σε ανεμογεννήτριες λαμβάνοντας υπόψη περιβαλλοντικούς παράγοντες

Abstract

Η παρούσα Διπλωματική Εργασία αναφέρεται στην βελτιστοποίηση των επιλογών ελέγχου σε ανεμογεννήτριες λαμβάνοντας υπόψη περιβαλλοντικούς παράγοντες. Τα τελευταία χρόνια, η παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, και ιδιαίτερα από τον άνεμο, έχει τραβήξει το παγκόσμιο ενδιαφέρων. Ο τομέας της αιολικής ενέργειας αναπτύσσεται με εντυπωσιακούς, ρυθμούς και συνεχίζει να κερδίζει έδαφος ως βασικός πυλώνας της ενεργειακής μετάβασης. Αυτή όμως η ανάπτυξη του αιολικού δυναμικού έχει φέρει στην επιφάνεια και κάποια αρνητικά φαινόμενα, όπως ο θόρυβος, οι συγκρούσεις με πτηνά, η οπτική όχληση και η σκίαση. Στο πρώτο κεφάλαιο κάνουμε μια μικρή ιστορική αναδρομή στις πρώτες αξιοποιήσεις του αιολικού δυναμικού, καθώς και στην δημιουργία της πρώτης ανεμογεννήτριας. Επίσης, αναφερόμαστε στα μειονεκτήματα αλλά και στα πλεονεκτήματα που έχει η δημιουργία αιολικών πάρκων, αλλά και στις δυσκολίες που υπάρχουν στην βέλτιστη παραγωγή μιας ανεμογεννήτριας. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναφερόμαστε σε ένα από τα βασικά προβλήματα της λειτουργίας των ανεμογεννητριών που είναι οι εκπομπές θορύβου. Ακολουθεί μια ανάλυση, των δύο βασικών πηγών θορύβου μιας ανεμογεννήτριας, του αεροδυναμικού και του μηχανικού θορύβου, καθώς και τρόποι μείωσης τους. Έπειτα, αναφέρουμε τις περιβαλλοντικές και κοινωνικές επιπτώσεις του θορύβου καθώς και την ελάχιστη απόσταση που πρέπει να απέχει ένα αιολικό πάρκο από μια προστατευόμενη περιοχή. Στο τρίτο κεφάλαιο αναφερόμαστε στην οπτική όχληση που προκαλείται από την τοποθέτηση ανεμογεννητριών σε συγκεκριμένες περιοχές. Για την τοποθέτηση των ανεμογεννητριών μπορεί να χρειαστεί να κοπούν μεγάλες δασικές εκτάσεις. Η κοπή των δέντρων θα έχει ως αποτέλεσμα την αποσταθεροποίηση του τοπικού οικοσυστήματος. Ακόμη, θα εξετάσουμε και την διάβρωση του εδάφους η οποία επέρχεται μέσα από την μεταφορά βαρέος εξοπλισμού. Επιπρόσθετα θα αναφερθούμε τόσο στο φαινόμενο τις σκίασης αλλά και στους τρόπους αντιμετώπισης του. Στο τέταρτο κεφάλαιο θα αναφερθούμε στις οικολογικές συνέπειες, δηλαδή στους τραυματισμούς και θανάτους των πουλιών και των νυχτερίδων, στα αίτια θανάτου των πτηνών και στο αν η μορφολογία των πτηνών παίζει ρόλο στον θάνατο τους. Επίσης, θα αναλύσουμε πέντε τρόπους μείωσης των θανάτων, που χρησιμοποιούνται σε αιολικά πάρκα, καθώς και τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της κάθε μεθόδου. Ακόμη θα δούμε πως οι αποδημητικοί διάδρομοι επηρεάζουν τους θανάτους των πουλιών. Στο πέμπτο κεφάλαιο πραγματοποιούμε την στατιστική ανάλυση του ήχου σε τέσσερις διαφορετικές αποστάσεις για δύο διαφορετικές ταχύτητες αέρα (στα 10 και στα 20 μέτρα από το έδαφος). Τα δεδομένα τα ποια έχουμε χρησιμοποιήσει προέρχονται από το αιολικό πάρκο Ορχομενός και έχουν διάρκεια ενός έτους με τις μετρήσεις να πραγματοποιούνται κάθε δέκα λεπτά. Ακόμη θα εξετάσουμε την απώλεια των κερδών στην διάρκεια του έτους αν κατεβάσουμε τα decibel λειτουργίας των ανεμογεννητριών κάτω από 45 dB, 40 dB και 30 dB. Με βάση αυτούς τους περιορισμούς θα πρέπει να επαναπροσδιορίσουμε το χρονικό περιθώριο αποπληρωμής της επένδυσης καθώς και την βιωσιμότητα του έργου. Στο έκτο κεφάλαιο κάνουμε μια γενική συζήτηση για όσα έχουμε αναφέρει στα προηγούμενα κεφάλαια. Στο έβδομο κεφάλαιο εξάγουμε ορισμένα συμπεράσματα που προκύπτουν από την πραγματοποίηση τις παρούσα διπλωματικής. Τέλος το όγδοο κεφάλαιο αποτελεί την βιβλιογραφία που χρησιμοποιήθηκε για την πραγματοποίηση της διπλωματικής εργασίας.