Development of a method for simulation and optimization of integrated thermal energy systems of ship

Το αντικείμενο του παρόντος έργου είναι η ανάπτυξη μίας μεθόδου για την προσομοίωση ολοκληρωμένων ενεργειακών συστημάτων πλοίων και την βελτιστοποίηση της σύνθεσης, του σχεδιάσου και της λειτουργίας αυτών. Με τον όρο ολοκληρωμένα εννοούμε ενεργειακά συστήματα τα οποία προτείνονται για την κάλυψη των διαφόρων τύπων φορτίων που απαντώνται στα πλοία, στην μορφή απαιτήσεων πρόωσης, ηλεκτρισμού και θερμικής ενέργειας, με την κατανάλωση των κατά το δυνατόν ελαχίστων ενεργειακών πόρων. Από τεχνικής άποψης, τέτοια συστήματα μπορούν να επιτύχουν τους σκοπούς τους με την εφαρμογή συστημάτων ανάκτησης θερμότητας, οδηγώντας στην κατασκευή θερμικών συστημάτων που λειτουργούν σε συνδυασμένο θερμοδυναμικό κύκλο, ενώ μπορούν να χαρακτηριστούν και ως συστήματα συμπαραγωγής. Η μέθοδος που αναπτύσσεται μπορεί να επικουρήσει σε αποφάσεις που αφορούν στην επιλογή εναλλακτικών δομών του συστήματος, στον καθορισμό των χαρακτηριστικών των κύριων συνιστωσών αυτών καθώς και των κατάλληλων καταστάσεων λειτουργίας των υποσυστημάτων και του συστήματος ως συνόλου. Οι προτεινόμενες τεχνικές λύσεις δικαιολογούνται λαμβάνοντας υπόψιν τεχνοοικονομικά κριτήρια. Σημαντική έμφαση έχει δοθεί προς την κατεύθυνση αναπτύξεως μίας ενοποιημένης προσέγγισης της προσομοίωσης του συστήματος ως συνόλου και της εφαρμογής αλγορίθμων βελτιστοποίησης. Πιο συγκεκριμένα, οι επιδράσεις από τα τρία επίπεδα στα οποία αναζητούνται οι βέλτιστες λύσεις, δηλαδή τα επίπεδα σύνθεσης, σχεδιασμού και λειτουργίας, λαμβάνονται ταυτοχρόνως και ισοβαρώς υπόψιν κατά την αναζήτηση του συνολικού βέλτιστου. Επίσης, οι διαδικασίες προσομοίωσης και σχεδιασμού των επιμέρους συνιστωσών αναπτύσσονται λαμβάνοντας υπόψιν την ανάγκη λεπτομερούς μοντελοποίησης των υποσυστημάτων, τα οποία χρησιμοποιούνται σε διάφορες καταστάσεις λειτουργίας. Η εφαρμοσιμότητα και η προσαρμοστικότητα της μεθόδου υποδεικνύονται με την επίλυση ενός πλήθους εφαρμογών και παραμετρικών μελετών, οι οποίες υποδεικνύουν την επίδραση σημαντικών τεχνικών και οικονομικών παραμέτρων στις βέλτιστες λύσεις.