Optimal design and energy management in R.E.S. -H2 hybrid systems Optimal design and energy management in R.E.S. -H2 hybrid systems Βέλτιστος σχεδιασμός και ενεργειακή διαχείριση σε υβριδικά συστήματα Α.Π.Ε. -H2 Διπλωματική Εργασία Diploma Work 2023-10-092023enThe purpose of this thesis is to develop an operational algorithm for designing a system that efficiently harnesses energy from photovoltaic panels, ensuring self-sufficiency within the system. Excess energy is used for hydrogen production through water electrolysis to meet specific annual targets. The energy management algorithm is explained, taking the State Of Charge (SOC) of the battery into consideration as a control variable. It determines the operational conditions for all system components to ensure their optimal performance. Finally, an optimization package in Matlab is employed to determine the optimal sizes for subsystems (photovoltaic panels, batteries, and electrolysis units). Based on this algorithm and meteorological data for the Anogia and Tavronitis region, various scenarios are explored to fulfill the energy requirements of specific communities, while simultaneously achieving defined H2 production targets. Ο σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η δημιουργία ενός αλγορίθμου λειτουργίας για το σχεδιασμό ενός συστήματος που στοχεύει στη βέλτιστη αξιοποίηση της παραγόμενης ενέργειας από τα φωτοβολταϊκά πάνελ, εξασφαλίζοντας αυτονομία στο σύστημα. Η πλεονάζουσα ενέργεια χρησιμοποιείται για την παραγωγή συγκεκριμένης ποσότητας υδρογόνου (με ηλεκτρόλυση νερού) για την επίτευξη συγκεκριμένου στόχου στο τέλος κάθε χρόνου. Eξηγείται ο αλγόριθμος διαχείρισης της ενέργειας, ο οποίος λαμβάνει υπόψη την κατάσταση φόρτισης (State Of Charge - SOC) της μπαταρίας ως μεταβλητή ελέγχου και καθορίζει τις συνθήκες λειτουργίας όλων των εξαρτημάτων του συστήματος, ώστε να εξασφαλίζεται η βέλτιστη απόδοσή τους. Τέλος, χρησιμοποιείται πακέτο βελτιστοποίησης στο Matlab, που στοχεύει στον προσδιορισμό των βέλτιστων μεγεθών των υποσυστημάτων (φωτοβολταϊκά, μπαταρίες και μονάδα ηλεκτρόλυσης) και με βάση τον αλγόριθμο αυτό και τα μετεωρολογικά δεδομένα για την περιοχή των Ανωγείων και την περιοχή του Ταυρωνίτη εξετάζονται διάφορα σενάρια για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών συγκεκριμένων κοινοτήτων ενώ ταυτόχρονα επιτυγχάνονται και συγκεκριμένοι στόχοι παραγωγής Η2.http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και ΔιοίκησηςLoukidou_Elissavet_Dip_2023.pdfChania [Greece]Library of TUC2023-10-09application/pdf1.9 MBfree Loukidou Elissavet Λουκιδου Ελισσαβετ Ipsakis Dimitrios Ιψακης Δημητριος Konsolakis Michail Κονσολακης Μιχαηλ Papaefthymiou Spyridon Παπαευθυμιου Σπυριδων Πολυτεχνείο Κρήτης Technical University of Crete Energy management algorithm Water electrolysis Environmental problem Energy problem Greenhouse gases Solar energy Renewable energy sources (RES) Hydrogen