Διαμόρφωση φαινομένου υφαλμύρισης και ενεργειακή μελέτη από την δημιουργία υβριδικού αντλησιοταμιευτικού συστήματος ανεμογεννητριών-υδροστροβίλων

Abstract

Το πεδίο μελέτης της εν λόγω διπλωματικής εντοπίζεται στο νησί της Κρήτης στην περιοχή του βορειανατολικού άκρου του νομού Ηρακλείου, στην ευρύτερη περιοχή της Χερσονήσου και ειδικότερα πλησίον του οικισμού των Μαλίων. Στην περιοχή πρόκειται να γίνει εγκατάσταση υβριδικού συστήματος αντλησιοταμίευσης, το οποίο θα λειτουργεί με ηλεκτρική ενέργεια από τέσσερα γειτονικά αιολικά πάρκα του νησιού, δύο στον νομό Χανίων και δύο στον νομό Ρεθύμνου. Η ενέργεια αυτή θα αποθηκεύεται σε μια υδατοδεξαμενή (άνω ταμιευτήρας) με την βοήθεια αντλιών, στη μορφή δυναμικής ενέργειας του νερού. Στην συνέχεια θα επιστρέφεται πίσω στον κάτω ταμιευτήρα και στο δίκτυο όταν υπάρχει απαίτηση σε ηλεκτρισμό από αυτό, αφού πρώτα μετατραπεί μέσω της βαρύτητας και των υδροστροβίλων, από δυναμική, σε κινητική και τέλος σε ηλεκτρική ενέργεια. Ο στόχος της εν λόγω διπλωματικής εργασίας είναι να εξετάσει με την βοήθεια του μοντέλου του FEFLOW (Finite Element subsurface Flow system), πως επηρεάζονται μέσω της άντλησης οι υδάτινοι πόροι από την αρχική πλήρωση (φάση κατασκευής του έργου) του ταμιευτήρα με ποσότητα όγκου νερού 1.200.000 m3, που αναμένεται να πραγματοποιηθεί σε δύο εξαμηνιαίες περιόδους άντλησης [1η περίοδος άντλησης:(01/11/2014-30/04/2015), 2η περίοδος άντλησης: (01/11/2015-30/04/2016)]. Αναλυτικότερα, μελετάται σε τι βαθμό επηρεάζεται ο υπόγειος υδροφορέας και άρα πως συμπεριφέρεται τόσο ο υδροφόρος ορίζοντας, σε τι δηλαδή βαθμό παρατηρείται πτώση σε αυτόν (μείωση των υδραυλικών υψών), όσο και το φαινόμενο της υφαλμύρισης, σε τι δηλαδή βαθμό παρατηρείται αύξηση αυτής στην περιοχή του πεδίου μελέτης (αύξηση της συγκέντρωσης της μάζας των χλωριόντων). Για να πραγματοποιηθεί μια αντικειμενική μελέτη του υπόγειου υδροφορέα, δημιουργούνται δύο αντλητικά σενάρια, τα σενάρια Α και Β τα οποία προσομοιώνουν στο μοντέλο την άντληση νερού από τις γεωτρήσεις του υβριδικού έργου, όπως επίσης και το αρχικό σενάριο, το οποίο μας δείχνει πως είναι το πεδίο χωρίς την επίδραση των αντλήσεων του υβριδικού έργου. Το δεύτερο μέρος της διπλωματικής, αφορά την ενέργεια και τα χρηματικά κέρδη, που παράγονται από το υβριδικό έργο, μελετώντας την ετήσια ολική ενέργεια που παράγεται από τα αιολικά πάρκα και από τους υδροστροβίλους. Επιπρόσθετα, στήνονται διαφορετικά σενάρια για να διαπιστωθεί η ενέργεια που παράγεται και τα κέρδη που σημειώνονται μέσα στον χρόνο και σε βάθος 20ετίας και αν τελικά η εν λόγω επένδυση του κάθε σεναρίου είναι συμφέρουσα και σε τι ακριβώς βαθμό. Επίσης, διαπιστώνονται τα περιβαλλοντικά προβλήματα που προκαλεί το υβριδικό έργο και αν παρατηρείται διαφοροποίηση αυτών στα διάφορα σενάρια. Για αυτό, δημιουργούνται 5 σενάρια, με το 1ο να μελετά το υβριδικό έργο των Μαλίων, το 2ο μια εναλλακτική πρόταση του ίδιου έργου, πιο βιώσιμη και φιλική στο περιβάλλον, το 3ο να μελετά τα αιολικά πάρκα και την λειτουργία τους και με το 4ο και 5ο σενάριο να μελετούνται μεμονωμένα τα δύο αιολικά πάρκα του νομού Χανίων και Ρεθύμνο αντίστοιχα. Εν τέλει, παρουσιάζονται τα συμπεράσματα για το κομμάτι της μελέτης του υπόγειου υδροφορέα των Μαλίων, που προέκυψαν από το μοντέλο του FEFLOW και για το κομμάτι της ενεργειακής και χρηματοοικονομικής μελέτης του υβριδικού και αιολικού έργου, που προέκυψαν από το υπολογιστικό πρόγραμμα του RETSCREEN.

ΛΕΞΕΙΣ ΚΛΕΙΔΙΑ Υβριδικό σύστημα αντλησιοταμίευσης, Μοντέλα προσομοίωσης υπογείων υδάτων,FEFLOW, RETSCREEΝ.