ΠΑΔΑ-Παρουσίαση Φορέα

Δραστηριότητες & Ερευνητικά Ενδιαφέροντα:

To Εργαστήριο Ήπιων Μορφών Ενέργειας & Προστασίας Περιβάλλοντος (ΗΜΕ & ΠΡΟΠΕ), του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών του ΠΑΔΑ, δραστηριοποιείται στην εφαρμοσμένη έρευνα, στα πλαίσια κυρίως εθνικών και ευρωπαϊκών ερευνητικών προγραμμάτων. Σε συνεργασία με δημόσιους και ιδιωτικούς φορείς καταγράφει συστηματικές ερευνητικές προσπάθειες στα πεδία της Ενέργειας και του Περιβάλλοντος και ειδικότερα σε αντικείμενα σχετικά με Εφαρμογές ΑΠΕ, Υβριδικούς Σταθμούς (ΥΒΣ), Αποθήκευση Ενέργειας, Έξυπνα Δίκτυα, Εξοικονόμηση Ενέργειας, Ηλεκτροκίνηση, Τεχνολογίες Αντιρρύπανσης και Διαχείριση Υδάτινων Πόρων. Αναφορικά με τη συμμετοχή του στο DarWEN, το Εργαστήριο, σε συνεργασία επίσης με το Εργαστήριο Αριστοποίησης Παραγωγικών Συστημάτων του Τμήματος Μηχανολόγων Μηχανικών (Δρ Αιμ. Κονδύλη και Δρ Χρ. Παπαποστόλου) και το Εργαστήριο Υπολογιστικής Νοημοσύνης & Ευφυούς Ελέγχου του Τμήματος Μηχανικών Βιομηχανικής Σχεδίασης & Παραγωγής (Δρ Αν. Ντούνης) του Ιδρύματος, δραστηριοποιείται στους ακόλουθους ερευνητικούς τομείς:

Μοντελοποίηση λειτουργίας ΥΒΣ ΑΠΕ-αποθήκευσης ενέργειας για αυτόνομες εφαρμογές και εφαρμογές δικτύου, και ανάπτυξη ολοκληρωμένων μοντέλων ενεργειακής διαχείρισης έξυπνων μικροδικτύων / νησιωτικών συστημάτων, συμπεριλαμβανομένων του σχεδιασμού και της μοντελοποίησης στρατηγικών διαχείρισης ηλεκτρικής ζήτησης (demand side management).
Ανάπτυξη προγνωστικών μοντέλων (βραχυπρόθεσμου, μεσοπρόθεσμου και μακροπρόθεσμου χαρακτήρα) με μεθόδους μηχανικής μάθησης για την πρόβλεψη της ηλεκτρικής ζήτησης, της παραγωγής ενέργειας από ΑΠΕ και βασικών μετεωρολογικών μεγεθών.
Εφαρμογή μεθόδων και εργαλείων αριστοποίησης σε συστήματα υδάτινων πόρων – Νέες μέθοδοι εξοικονόμησης και επαναχρησιμοποίησης νερού – Αξιολόγηση εναλλακτικών λύσεων παροχής νερού σε περιοχές με περιορισμένους υδάτινους πόρους.
Σχεδιασμός και λειτουργία ολοκληρωμένου πιλοτικού μικροδικτύου μικρής κλίμακας στις εγκαταστάσεις του ΠΑΔΑ που περιλαμβάνει υβριδική μονάδας ΑΠΕ-συσσωρευτών, μονάδα αφαλάτωσης καθώς και αυτόνομο σταθμό φόρτισης ηλεκτροκίνητων οχημάτων.
Ανάπτυξη ευφυών στρατηγικών/αλγορίθμων διαχείρισης και λογισμικών εργαλείων για τη βέλτιστη διαχείριση του πλέγματος ενέργειας και νερού, με έμφαση σε απομακρυσμένες νησιωτικές περιοχές.

Συναφείς ερευνητικές δημοσιεύσεις

C. Papapostolou, E. Kondili, G. Tzanes, 2018. Optimisation of water supply systems in the water – energy nexus: Model development and implementation to support decision making in investment planning, Computer Aided Chemical Engineering, 43, 1213-1218.
C. Papapostolou, E. Kondili, J.K. Kaldellis, 2017. Optimising the total benefit of water resources management in combination with the local energy systems in remote communities taking into account sustainability considerations, Computer Aided Chemical Engineering, 40, 2689-2694.
G. Tzanes, D. Zafirakis, C. Papapostolou, K. Kavadias, J.K. Kaldellis, 2017. PHAROS: An Integrated Planning Tool for Meeting the Energy and Water Needs of Remote Islands using RES-based Hybrid Solutions, Energy Procedia, 142, 2586-2591.
K. Christopoulos, N. Pospotikis, Em. Kostopoulos, E. Kondili, J.K. Kaldellis, 2018. Experimental analysis of the water salinity impact on the energy consumption of small desalination plants, Procedia Structural Integrity, 10, 171-178.
D. Zafirakis, G. Tzanes, J.K. Kaldellis, 2019. Forecasting of Wind Power Generation with the Use of Artificial Neural Networks and Support Vector Regression Models, Energy Procedia, 159, 509-514.
D. Zafirakis, K. Moustris, Ch. Maragkos, M. Stathopoulos, G. Tzanes, 2015. Development of Realistic Demand Side Management Strategies Using Artificial Neural Networks for the Production of Informative Wind Speed Prediction Signals. In: Renewable Energy in the Service of Mankind, ed. A. Sayigh, Springer, 951-959.
P. Kofinas, A.I. Dounis, G.A. Vouros, 2018. Fuzzy Q-Learning for multi-agent decentralized energy management in microgrids, Applied Energy, 219, 53-67.
Em. Kostopoulos, G. Spyropoulos, K. Christopoulos, J.K. Kaldellis, 2018. Solar energy contribution to an electric vehicle needs on the basis of long-term measurements, Procedia Structural Integrity, 10, 203-210.

Συναφή ερευνητικά έργα

Technology Innovation for the Local Scale, Optimum Integration of Battery Energy Storage (TILOS) – Πλαίσιο: Horizon 2020 – Διάρκεια: 2/2015-2/2019 – Ρόλος: Συντονιστής κοινοπραξίας 13 φορέων – Προϋπολογισμός: 15M€ (11M€ χρηματοδότηση).
Αριστοποίηση Συστημάτων Νερού σε Νησιωτικές Περιοχές – Πλαίσιο: Αρχιμήδης ΙΙ-Περιβάλλον – Διάρκεια: 2005-2008 – Προϋπολογισμός: 80k€.
Συγκριτική Αξιολόγηση Συστημάτων Υδρογόνου & Τεχνολογιών Αποθήκευσης Ενέργειας για Υποστήριξη Αυτόνομων Υβριδικών Σταθμών Ηλεκτροπαραγωγής Ανανεώσιμης Βάσης – Πλαίσιο: Αρχιμήδης ΙΙΙ – ΕΣΠΑ 2007-2013 – Διάρκεια: 10/2012-10/2015 – Προϋπολογισμός: 100k€.

Λογισμικά Πρόγνωσης:

Το Εργαστήριο ΗΜΕ & ΠΡΟΠΕ αξιοποιεί εμπορικό (Neurosolutions) αλλά και in-house λογισμικό μεθόδων μηχανικής μάθησης (τεχνητά νευρωνικά δίκτυα, μηχανές υποστήριξης διανυσμάτων, κλπ) για την ανάπτυξη και εκπαίδευση μοντέλων πρόβλεψης της παραγωγής ΑΠΕ, της ηλεκτρικής ζήτησης, της ζήτησης νερού, της τιμής της ηλεκτρικής ενέργειας καθώς και βασικών μετεωρολογικών μεγεθών, τα οποία θα αξιοποιηθούν στα πλαίσια του έργου DarWEN ως βάση για την ανάπτυξη των μοντέλων πρόγνωσης της ΕΕ4.

Λογισμικό Προσομοίωσης Μικροδικτύων:

Το Εργαστήριο ΗΜΕ & ΠΡΟΠΕ έχει αναπτύξει in-house λογισμικό προσομοίωσης για διαφορετικές τοπολογίες μικροδικτύων με συμμετοχή ΥΒΣ ΑΠΕ & αποθήκευσης ενέργειας, τεχνολογιών αφαλάτωσης, ηλεκτροκίνησης και ελεγχόμενων φορτίων. Στα πλαίσια του DarWEN το λογισμικό ESA θα αποτελέσει υπόβαθρο για την προκαταρκτική ανάπτυξη και τον έλεγχο των στρατηγικών και των αλγορίθμων διαχείρισης του πλέγματος ενέργειας και νερού της ΕΕ5.

Πιλοτικό Μικροδίκτυο:

Το Εργαστήριο ΗΜΕ & ΠΡΟΠΕ λειτουργεί πειραματικά ολοκληρωμένο, πιλοτικό ΥΒΣ μικρής κλίμακας, με συμμετοχή mini Α/Γ 900W, Φ/Β 1530W_p, συμβατικών συσσωρευτών 20kWh και μονάδας αφαλάτωσης RO 3.5m³/day, καθώς και αυτόνομο σταθμό φόρτισης ηλεκτροκίνητων οχημάτων που τροφοδοτείται από Φ/Β μονάδα 3kW_p και συσσωρευτές lead-acid 18kWh. Οι εν λόγω υποδομές θα αξιοποιηθούν στα πλαίσια του DarWEN με στόχο τη μοντελοποίηση αντιπροσωπευτικών τεχνολογιών του πλέγματος ενέργειας και νερού και την τροφοδότηση νέων μελετών περίπτωσης-τοπολογιών υπερδικτύων ενέργειας και νερού (ΕΕ7) καθώς και την προκαταρκτική εφαρμογή των σχεδιαζόμενων στρατηγικών διαχείρισης του έργου (ΕΕ5) και σε επίπεδο εργαστηρίου.