Ιδρυματικό Αποθετήριο
Πολυτεχνείο Κρήτης
Πολυτεχνείο Κρήτης
EN
|
EL
| URI | http://purl.tuc.gr/dl/dias/032F5201-6235-4F78-BE02-FDF68D711EBE | - |
| Αναγνωριστικό | https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.104036 | - |
| Γλώσσα | en | - |
| Μέγεθος | 110 σελίδες | el |
| Τίτλος | Design and optimization of hybrid energy systems using open-source computational tools | en |
| Δημιουργός | Syntrilalas Ilias | en |
| Δημιουργός | Συντριλαλας Ηλιας | el |
| Συντελεστής [Επιβλέπων Καθηγητής] | Ipsakis Dimitrios | en |
| Συντελεστής [Επιβλέπων Καθηγητής] | Ιψακης Δημητριος | el |
| Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής] | Konsolakis Michail | en |
| Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής] | Κονσολακης Μιχαηλ | el |
| Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής] | Papaefthymiou Spyridon | en |
| Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής] | Παπαευθυμιου Σπυριδων | el |
| Εκδότης | Πολυτεχνείο Κρήτης | el |
| Εκδότης | Technical University of Crete | en |
| Ακαδημαϊκή Μονάδα | Technical University of Crete::School of Production Engineering and Management | en |
| Ακαδημαϊκή Μονάδα | Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης | el |
| Περιγραφή | The objective of this thesis is to present the capabilities of two free access software related to the design, and optimization of hybrid energy systems incorporating various technologies.The first one is called REopt and focuses on site-specific system optimization within the USA. It also emphasizes the integration of renewable energy sources into the grid and resilience of the system. The second software is called nPro and concentrates on the detailed design of district-level energy systems requiring a more sophisticated network modeling | en |
| Περίληψη | The objective of this thesis is to present the capabilities of two free access software related to the design, and optimization of hybrid energy systems incorporating various technologies. The first one is called REopt and focuses on site-specific system optimization within the USA. It also emphasizes the integration of renewable energy sources into the grid and resilience of the system. The second software is called nPro and concentrates on the detailed design of district-level energy systems requiring a more sophisticated network modeling. Also, this software performs a building-based approach on how to design heat networks. To understand the functionality of these tools, several (non-comparable) case studies will be conducted regarding the sustainability of the analyzed systems and the efficiency of the software tools. Overall, the thesis is developed in the form of a user manual in order to understand the basic features of the two software tools. In the first chapter, the evaluation concentrates on REopt software. A step-by-step tutorial is presented followed by three applications to emphasize the functionality of REopt. The first system is a PV-Battery-on grid; the location will be in Denver, USA, and the energy goals are cost-savings and clean energy production. The second application is a PV-Battery-CHP unit–on grid, the location will be based in San Francisco, USA and the energy goals are the same. Finally, a conclusion is made as to whether the foresaid hybrid systems minimize the life cycle cost of energy and are economically viable. In the second chapter, a thorough technoeconomic analysis will take place by nPro software. Unlike REopt, nPro provides users with data from different locations throughout the world. First, demand profiles will be demonstrated followed by district energy systems classification. Then, a step-by-step guide will take place in which all the functions of the tool are described. Finally, a case study will be presented focusing on specific hybrid systems and their economic potential. The location of the analysis will be in Chania, Greece in a specific district containing Nikolaou Skoula, Efedron Polemiston, Zimvrakakidon and Mathiou Milonogianni streets (as for all of the upcoming applications). The first three systems will focus only on their electricity demand and contain a PV-Wind-on grid system, a PV-Battery-Wind Turbines-off grid system and a Hydrogen-PV-Wind Turbines-off grid system. A comparison of them will be made recommending the optimal solution. Focusing only on heat demand with nPRO, some other systems will be analyzed including a Geothermal Energy-Heat storage-on grid system and a Biomass CHP unitHeat storage-on grid system. A comparison between them will follow proposing the optimal solution. Key words: REopt, nPro, techno-economic analysis, optimization, Distributed Energy Resources (DERs), photovoltaics (PV), battery, gas emissions, Combined Heat and Power (CHP), district heating and cooling (DHC), demand profiles, hydrogen, hybrid systems, energy hub, investment cost, Net Present Value (NPV). | en |
| Περίληψη | Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η βελτιστοποίηση υβριδικών ενεργειακών συστημάτων μέσω της αξιολόγησης της απόδοσής , της οικονομικής αποδοτικότητας και του περιβαλλοντικού τους αποτυπώματος υπό διαφορετικές συνθήκες λειτουργίας. Για την τεχνοοικονομική ανάλυση αυτών των συστημάτων, χρησιμοποιούνται εξειδικευμένα λογισμικά. Το πρώτο είναι το REopt, το οποίο επικεντρώνεται στη βελτιστοποίηση συστημάτων σε συγκεκριμένες τοποθεσίες εντός των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής. Δίνει επίσης έμφαση στην ενσωμάτωση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο δίκτυο και στην ανθεκτικότητα του συστήματος. Το δεύτερο εργαλείο είναι το nPro, το οποίο εστιάζει στον λεπτομερή σχεδιασμό ενεργειακών συστημάτων σε επίπεδο συνοικίας, απαιτώντας σύνθετη μοντελοποίηση δικτύων. Για την κατανόηση της λειτουργικότητας των εργαλείων αυτών, θα εκπονηθεί μια μεθοδολογία έρευνας (case study) που θα αξιολογεί τη βιωσιμότητα των εξεταζόμενων συστημάτων και την αποτελεσματικότητα των λογισμικών. Η πτυχιακή εργασία αναπτύσσεται συνολικά με τη μορφή ενός εγχειριδίου χρήστη, με σκοπό την κατανόηση των βασικών λειτουργιών των δύο λογισμικών εργαλείων. Στο πρώτο κεφάλαιο, η αξιολόγηση επικεντρώνεται στο λογισμικό REopt. Παρουσιάζεται ένας αναλυτικός οδηγός χρήσης, ακολουθούμενος από τρεις εφαρμογές με στόχο την ανάδειξη της λειτουργίας του εργαλείου. Το πρώτο σύστημα είναι ένα σύστημα φωτοβολταϊκών πάνελ, μπαταρίας τα οποία είναι συνδεδεμένα με το δίκτυο στην τοποθεσία Denver, Η.Π.Α. και έχοντας ως ενεργειακούς στόχους την εξοικονόμηση πόρων και την παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Η δεύτερη εφαρμογή αφορά ένα σύστημα φωτοβολταϊκών πάνελ, μπαταρίας και μονάδας συμπαραγωγής ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας επίσης συνδεδεμένο με το δίκτυο, με τοποθεσία το San Francisco, Η.Π.Α. και τους ίδιους ενεργειακούς στόχους. Τέλος, εξάγεται το συμπέρασμα ως προς το κατά πόσον τα παραπάνω υβριδικά συστήματα μειώνουν το κόστος κύκλου ζωής της ενέργειας και είναι οικονομικά βιώσιμα. Στο δεύτερο κεφάλαιο, εκπονείται τεχνοοικονομική ανάλυση μέσω του λογισμικού nPro. Σε αντίθεση με το REopt, το nPro παρέχει στους χρήστες δεδομένα για τοποθεσίες σε όλο τον κόσμο. Αρχικά, παρουσιάζονται τα προφίλ ενεργειακής ζήτησης, ακολουθούμενα από την κατηγοριοποίηση των συστημάτων ενέργειας σε επίπεδο συνοικίας. Στη συνέχεια παρατίθεται ένας αναλυτικός οδηγός που περιγράφει όλες τις λειτουργίες του εργαλείου. Τέλος, γίνεται μια έρευνα περίπτωσης (case study) επικεντρωμένη σε συγκεκριμένα υβριδικά συστήματα και την οικονομική τους προοπτική. Η τοποθεσία της ανάλυσης είναι τα Χανιά, Ελλάδα, σε συγκεκριμένη περιοχή που περιλαμβάνει τις οδούς Νικολάου Σκουλά, Εφέδρων Πολεμιστών, Ζυμβρακάκηδων και Μαθιού Μυλωνογιάννη (όπως ισχύει για όλες τις επόμενες εφαρμογές). Τα πρώτα τρία συστήματα επικεντρώνονται αποκλειστικά στις ανάγκες ηλεκτρικής ενέργειας των κτηρίων και περιλαμβάνουν: ένα σύστημα φωτοβολταϊκώνανεμογεννητριών συνδεδεμένο με το δίκτυο, ένα σύστημα φωτοβολταϊκώνανεμογεννητριών-μπαταρίας εκτός δικτύου και τέλος ένα σύστημα τεχνολογίας υδρογόνουφωτοβολταϊκών-ανεμογεννητριών εκτός δικτύου επίσης. Θα γίνει σύγκριση των τριών προκειμένου να προταθεί η βέλτιστη λύση. Στη συνέχεια, εστιάζοντας αποκλειστικά στις θερμικές ανάγκες των κτιρίων , αναλύονται τα εξής συστήματα: ένα σύστημα γεωθερμικής ενέργειας με συνάμα αποθήκευση θερμότητας συνδεδεμένο με το δίκτυο και ένα σύστημα μονάδας συμπαραγωγής από βιομάζα με ταυτόχρονη αποθήκευση θερμότητας, συνδεδεμένο με το δίκτυο. Ακολουθεί σύγκριση των δύο, με στόχο την πρόταση της βέλτιστης λύσης. | el |
| Τύπος | Διπλωματική Εργασία | el |
| Τύπος | Diploma Work | en |
| Άδεια Χρήσης | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | en |
| Ημερομηνία | 2025-07-18 | - |
| Ημερομηνία Δημοσίευσης | 2025 | - |
| Θεματική Κατηγορία | REopt | en |
| Θεματική Κατηγορία | nPro | en |
| Θεματική Κατηγορία | Τεχνοοικονομική ανάλυση | el |
| Θεματική Κατηγορία | Τechno-economic analysis | en |
| Θεματική Κατηγορία | Βελτιστοποίηση | el |
| Θεματική Κατηγορία | Optimization | en |
| Θεματική Κατηγορία | Κατανεμημένοι Ενεργειακοί Πόροι | el |
| Θεματική Κατηγορία | DERs | en |
| Θεματική Κατηγορία | Distributed Energy Resources | en |
| Θεματική Κατηγορία | Φωτοβολταϊκά (ΦΒ) | el |
| Θεματική Κατηγορία | Photovoltaics (PV) | en |
| Θεματική Κατηγορία | Μπαταρία | el |
| Θεματική Κατηγορία | Battery | en |
| Θεματική Κατηγορία | Εκπομπές αερίων | el |
| Θεματική Κατηγορία | Gas emissions | en |
| Θεματική Κατηγορία | ΣΗΘ | el |
| Θεματική Κατηγορία | Συμπαραγωγή Ηλεκτρισμού και Θερμότητας | el |
| Θεματική Κατηγορία | CHP | en |
| Θεματική Κατηγορία | Combined Heat and Power | en |
| Θεματική Κατηγορία | Δίκτυο διανομής θέρμανσης και ψύξης | el |
| Θεματική Κατηγορία | DHC | en |
| Θεματική Κατηγορία | District heating and cooling | en |
| Θεματική Κατηγορία | Προφίλ ζήτησης | el |
| Θεματική Κατηγορία | Demand profiles | en |
| Θεματική Κατηγορία | Υδρογόνο | el |
| Θεματική Κατηγορία | Hydrogen | en |
| Θεματική Κατηγορία | Υβριδικά συστήματα | el |
| Θεματική Κατηγορία | Hybrid systems | en |
| Θεματική Κατηγορία | Ενεργειακό κέντρο | el |
| Θεματική Κατηγορία | Energy hub | en |
| Θεματική Κατηγορία | Επενδυτικό κόστος | el |
| Θεματική Κατηγορία | Investment cost | en |
| Θεματική Κατηγορία | ΚΠΑ | el |
| Θεματική Κατηγορία | Καθαρή Παρούσα Αξία | el |
| Θεματική Κατηγορία | NPV | en |
| Θεματική Κατηγορία | Net Present Value | en |
| Βιβλιογραφική Αναφορά | Ilias Syntrilalas, "Design and optimization of hybrid energy systems using open-source computational tools", Diploma Work, School of Production Engineering and Management, Technical University of Crete, Chania, Greece, 2025 | en |
| Βιβλιογραφική Αναφορά | Ηλίας Συντριλάλας, "Design and optimization of hybrid energy systems using open-source computational tools", Διπλωματική Εργασία, Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και Διοίκησης, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2025 | el |
Copyright © DIAS 2013
