| Περίληψη: | Οι Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειες εντάσσονται με γοργούς ρυθμούς στο ενεργειακό μίγμα, λόγω της πεπερασμένης ποσότητας των ορυκτών καυσίμων και της περιβαλλοντικής επιβάρυνσης που επιφέρει η χρήση τους. Η βελτιστοποίηση του σχεδιασμού των συστημάτων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ) αποτελεί απαραίτητη προϋπόθεση για την ανάπτυξη τους.
Σκοπός της παρούσας εργασίας αποτελεί η μελέτη εγκατάστασης και η αναγνώριση της τεχνικής βιωσιμότητας μιας μονάδας παραγωγής και αποθήκευσης ισχύος από ήπιες μορφές ενέργειας. Η μονάδα έχει εκπαιδευτικό χαρακτήρα, καθώς προβλέπεται να εγκατασταθεί σε κτίριο του τμήματος των Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών, στο Πανεπιστήμιο Πατρών.
Η μονάδα αποτελείται από φωτοβολταϊκά – θερμικά πάνελ, με σκοπό την ταυτόχρονη παραγωγή ηλεκτρισμού και θερμότητας. Ακόμη ο σχεδιασμός περιλαμβάνει μια μικρή ανεμογεννήτρια. Η ηλιακή και αιολική ενέργεια χαρακτηρίζονται από αβεβαιότητα και έτσι η ύπαρξη συστήματος αποθήκευσης της ενέργειας κρίθηκε αναγκαία. Αυτό αποτελείται από συσσωρευτές. Επίσης αξιοποιείται μία δεξαμενή για την αποθήκευση της θερμότητας και «παραγωγή» ζεστό νερό χρήσης (ΖΝΧ).
Αρχικά παρουσιάζεται η θεωρία πίσω από τα προαναφερθέντα συστήματα και στη συνέχεια ακολουθεί ο αναλυτικός σχεδιασμός και διαστασιολόγηση της μονάδας. Τέλος, αυτή αποτελείται από φωτοβολταϊκά – θερμικά πλαίσια ισχύος 4 kWp, μία μικρή ανεμογεννήτρια ισχύος 1 kW, μπαταρίες ονομαστικής χωρητικότητας 25440 kWh, αναστροφέα ισχύος 2,2 kW και δεξαμενή χωρητικότητας 300 ℓ. Τα φορτία που καλύπτει είναι ο περιμετρικός και εσωτερικός φωτισμός του κτηρίου εγκατάστασης και οι ανάγκες σε ΖΝΧ.
Ακόμη, πραγματοποιούνται προσομοιώσεις για την εξακρίβωση της αποτελεσματικότητας του αρχικού σχεδιασμού. Πιο συγκεκριμένα, βρίσκεται πως η βέλτιστη γωνία κλίσης για τα πλαίσια είναι οι 50° και υπολογίζεται η παραγωγή ενέργειας του συστήματος. Τελικά, το επιλεγμένο ηλεκτρικό φορτίο καλύπτεται κατά 84% και το θερμικό κατά 49% από το σύστημα και αποδεικνύεται πως η επιλεγμένη χωρητικότητα των μπαταριών είναι η βέλτιστη.
|
|---|
