Search

Solar energy is one of the main renewable energy sources. The main problem is its intermittent nature. To deal with this problem it should be possible to store the excess electricity generated by respective systems. Thermochemical Energy Storage (TES) is an advanced technology that could address the problems arising from the increasing use of solar energy.

The goal of the study presented in this paper is to highlight the different technologies used for storage of energy and how they can be applied in smart grids. Most of the modern energy technologies, such as the use of smart grids, are shifting to the exploitation of renewable energy sources (RES). Various energy storage (ES) systems including mechanical, electrochemical and thermal system storage are discussed. Battery energy storage system is the most common ES technology currently being used because of its low cost. Other ES technologies discussed include hydro, pump hydroelectric and thermal ES, including latent, sensible and thermochemical. Addressing each of these issues would ensure that the smart grids are strong and intelligent enough as an innovative network.

H ολοένα αυξανόμενη ενεργειακή ζήτηση τις τελευταίες δεκαετίες έχει οδηγήσει στην αναζήτηση καινοτόμων τεχνικών παραγωγής, διαχείρισης και πρόβλεψης ενέργειας. Στο πλαίσιο αυτό, η έννοια του ευφυούς δικτύου αναφέρεται στην αποκεντρωμένη παραγωγή ενέργειας, με κύριο γνώμονα την βελτιστοποίηση της απόδοσης των ενεργειακών συστημάτων. Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η μελέτη και η ανάλυση ευφυών δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας. Στο πρώτο κεφάλαιο, πραγματοποιείται μια σύντομη εισαγωγή, αναλύονται οι βασικότερες έννοιες ενός «έξυπνου δικτύου» (smart grid): Ως μια νέα ιδέα για το σύστημα παροχής ενέργειας, το έξυπνο δίκτυο περιλαμβάνει πολλές προηγμένες τεχνολογίες, μεθοδολογίες, νέους αλγόριθμους και δημιουργικές αρχιτεκτονικές ως υπηρεσία αλλά και για την λειτουργία των επιχειρήσεων, την επίλυση προβλημάτων, όπως μείωση εκπομπών άνθρακα, βελτιστοποίηση κατανομής πόρων, ασφάλεια δικτύου και βελτίωση αξιοπιστίας και παροχής ενέργειας κατά τον καλύτερο δυνατό τρόπο. Εν συνεχεία, το Δεύτερο κεφάλαιο εστιάζεται στη διερεύνηση των αναγκών και στην αναγνώριση καινοτόμων ιδεών που θα συμβάλουν στην έρευνα και στην ανάπτυξη της πρωτοβουλίας 5G ΡΡΡ / 5G για την υλοποίηση της χρήσης ευφυών δικτύων με τεχνολογίες 5G. Στο Τρίτο κεφάλαιο, αναλύεται μια τοπολογία διασύνδεσης ενός έξυπνου κτιρίου με ευφυές δίκτυο. Μελετώνται αποδοτικές τεχνικές ασύρματης μετάδοσης δεδομένων, σε θεωρητικό οικοδόμημα τριών ορόφων. Στο Τέταρτο κεφάλαιο, πραγματοποιείται μια ανασκόπηση σε όλες τις τεχνολογίες κατασκευής και φόρτισης ηλεκτρικών αυτοκινήτων. Τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα συνιστούν ένα νέο είδος φορτίου για το έξυπνο δίκτυο. Για το σκοπό αυτό παρουσιάζονται και αναλύονται τα κύρια χαρακτηριστικά και οι απαιτήσεις των επικοινωνιών μεταξύ οχημάτων – δικτύου (Vehicle to Grid - V2G) , καθώς και οι μελλοντικές εξελίξεις και τα σενάρια σε θέματα εξηλεκτρισμού. Επιπλέον, επισημαίνονται ζητήματα ενσωμάτωσης με τα δίκτυα κινητής τηλεφωνίας πέμπτης γενιάς (5G) που αναπτύσσονται επί του παρόντος, ώστε να διασφαλιστεί η άριστη ποιότητα μετάδοσης και λήψης στην επικοινωνία οχημάτων – δικτύου για την βελτίωση της εμπειρίας του χρήστη. Η εν λόγω ενσωμάτωση επεκτείνεται και στην τεχνολογία αυτόνομων οχημάτων (Autonomous Vehicles - AVs) δεδομένου ότι απαιτείται βελτιστοποιημένη επεξεργασία πληροφοριών από διαφορετικές πηγές, προκειμένου να εξασφαλιστεί η προηγμένη διαχείριση της κυκλοφορίας σε όλες τις πτυχές της. Το Πέμπτο κεφάλαιο επεξεργάζεται πώς μπορεί να διαμορφωθεί η συμπεριφορά των χρηστών έτσι ώστε να μπορούν να ελεγχθούν διαφορετικές συμπεριφορές. Στη συνέχεια, αναθεωρούνται τα εργαλεία προσομοίωσης, οι υποδομές διασύνδεσης καθώς και οι αρχές που μπορούν να επεκταθούν προκειμένου να παρασχεθεί μια πλατφόρμα στην οποία η μοντελοποίηση και η προσομοίωση συμπεριφοράς κτιρίων, ελέγχου και συμπεριφοράς των χρηστών αποσυνδέονται από εξομοιωτές ισχύος ή δικτύου και υλοποιούνται ως συνιστώσες. Η κύρια συμβολή του είναι η παρουσίαση της βασικής λειτουργικότητας ενός τέτοιου εργαλείου προσομοίωσης έξυπνου δικτύου το οποίο επιτρέπει την ανεξάρτητη ανάπτυξη των στοιχείων και την αξιοποίηση των καλύτερων εργαλείων σε επίπεδο τομέα για γρήγορη εξέταση υπό μορφή πρωτοτύπου. Η κύρια συμβολή του Έκτου κεφαλαίου είναι η παρουσίαση της βασικής λειτουργικότητας ενός εργαλείου προσομοίωσης έξυπνου δικτύου, το οποίο επιτρέπει την ανεξάρτητη ανάπτυξη των στοιχείων και την αξιοποίηση των καλύτερων εργαλείων σε επίπεδο τομέα για γρήγορη εξέταση υπό μορφή πρωτοτύπου. Τέλος, στο Έβδομο κεφάλαιο αναλύονται τα βασικότερα συμπεράσματα της διατριβής, τα οποία θα συμβάλουν στην ήδη κεκτημένη γνώση και εμπειρία, την οποία αποκόμισαν άλλοι ερευνητές, αλλά κατατίθενται και προτάσεις για μελλοντική έρευνα.

The energy sector represents undoubtedly one of the most significant “test cases” for 5G enabling technologies, due to the need of addressing a huge range of very diverse requirements to deal with across a variety of applications(stringent capacity for smart metering/AMI versus latency for supervisory control and fault localization). However, to effectively support energy utilities along their transition towards more decentralized renewable-oriented systems, several open issues still remain as to 5G networks management automation, security, resilience, scalability and portability. To face these issues, we outline a novel 5G PPP-compliant software framework specifically tailored to the energy domain, which combines i)trusted, scalable and lock-in free plug ‘n’ play support for a variety of constrained devices; ii) 5G devices’ abstractions to demonstrate mMTC (massive Machine Type Communications), uMTC (critical MTC) and xMBB (Extended Massive BroadBand) communications coupled with partially distributed, trusted, end-to-end security and MCM to enable secure, scalable and energy efficient communications; iii) extended Mobile Edge Computing (xMEC) micro-clouds to reduce backhaul load, increase the overall network capacity and reduce delays, while facilitating the deployment of generic MTC related NFVs (Network Function Virtualisation) and utility-centric VNF(Virtual Network Functions).

The massive deployment of IoT devices, broadband andmission criticalservices are paving the way for 5G communication networks, which will enable massive capacity, zerodelay, elasticity and optimal deployment, enhanced security, privacy by design and connectivity to billions of devices with less predictable traffic patterns. This paper targets a very important and demanding application the Preventive Maintenance as a Service in Critical Infrastructures and more precisely in the energy (electricity and gas) transmission and distribution network that combines the 5G technology with secure IoT and drones flight control. In more details, it addresses the 5G advances at the edge network and proposes a number of VNFs to support surveillance using swarms of drones.ENG

We explore the mechanisms to actuate and manipulate liquid plugs in monolithic closed channel fluidics with porous hydrophobic walls. Applying a small pressure, as much as 10 mbar, from the rear side of the porous wall, hereafter backpressure, the inherently pinned plug is depinned and flows through downwards the fluidic. The method is reversible in that by removing the backpressure the plug sticks back again to the fluidic. 3D numerical simulations with the volume of fluid method, presented here for the first time, show that the velocity of the plug can be manipulated by adjusting the backpressure. The movement of the plug results from deformation – displacement phases which are observed in the simulation and are corroborated by experimental results, recorded inside fluidics. A simplified model based on measurements of back and front contact angles under backpressure is developed.

Smart grid is not a system, application, network, or single device. It is no surprise that there is no unique definition of the Smart Grid (SG): ABB says is an evolved grid system that manages electricity demand in a sustainable, reliable and economic manner, built on advanced infrastructure and tuned to facilitate the integration of all involved elements. However, the definitions from authoritative organizations follow a common theme: Smart grids utilize information and communication technologies to manage the energy distribution and optimize the transmission from suppliers to consumers and vice versa. Capacitor banks and reclosersneed the intelligent control to appropriately adapt the supply to the demand. In this paper, we discuss communication systems and the requirements they have to fulfill in the smart grid applications.