Πειραματική μελέτη υβριδικού φωτοβολταϊκού/θερμικού συστήματος για τη διαχείριση υγρών αποβλήτων
| datacite.contributor.RelatedPerson | Μιχαλακάκου, Παναγιώτα | |
| datacite.contributor.RelatedPerson | Φροντιστής, Ζαχαρίας | |
| datacite.contributor.Supervisor | Σουλιώτης, Εμμανουήλ | |
| dc.contributor.author | Καλλιμώρος, Αναστάσιος | |
| dc.contributor.other | Kallimoros, Anastasios | |
| dc.date.accessioned | 2026-10-02T12:15:29Z | |
| dc.date.available | 2026-10-02T12:15:29Z | |
| dc.date.issued | 2026-10-02 | |
| dc.degree | graduateThesis | |
| dc.description.abstract | Η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στην πειραματική μελέτη, τη θερμική αξιολόγηση και τον θερμοδυναμικό χαρακτηρισμό ενός υβριδικού φωτοβολταϊκού/θερμικού (PV/T) ηλιακού συστήματος. Βασικός σκοπός της έρευνας είναι ο προσδιορισμός των χαρακτηριστικών καμπυλών απόδοσης τόσο του μεμονωμένου συλλέκτη όσο και της συνολικής εγκατάστασης. Απώτερος στόχος είναι η αποτίμηση της ικανότητας του συστήματος να λειτουργήσει ως αυτόνομος θερμικός αντιδραστήρας για τη μελλοντική διαχείριση υγρών φαρμακευτικών αποβλήτων, εξασφαλίζοντας τις απαιτούμενες ενεργειακές συνθήκες. Για τις ανάγκες της μελέτης, σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε μια ολοκληρωμένη πειραματική διάταξη. Η εγκατάσταση περιλαμβάνει έναν υβριδικό συλλέκτη (Fototherm FT250), κλειστό υδραυλικό κύκλωμα με εναλλάκτη θερμότητας, δεξαμενές αποθήκευσης και χημικής κατεργασίας, κυκλώματα ανακυκλοφορίας, καθώς και πλήρες ηλεκτρικό δίκτυο με δυνατότητα επιβολής μεταβαλλόμενων φορτίων κατανάλωσης. Για την ασφαλή προσομοίωση της θερμικής κατεργασίας του υγρού αποβλήτου χρησιμοποιήθηκε νερό δικτύου, καθώς παρουσιάζει πρακτικά ταυτόσημες θερμοφυσικές ιδιότητες. Η συλλογή και παρακολούθηση των δεδομένων (θερμοκρασίες, παροχή, πίεση, ηλεκτρική ισχύς, ηλιακή ακτινοβολία) υλοποιήθηκε μέσω ενός προηγμένου συστήματος απόκτησης δεδομένων (DAQ), με πυρήνα το καταγραφικό CR1000X της Campbell Scientific. Η μεθοδολογία στηρίχθηκε στην εκτέλεση και ανάλυση ημερήσιων πειραματικών κύκλων υπό πραγματικές μετεωρολογικές συνθήκες, εξετάζοντας τη δυναμική απόκριση της διάταξης με και χωρίς την επιβολή ηλεκτρικού φορτίου. Τα πρωτογενή δεδομένα υπέστησαν ενδελεχή στατιστική επεξεργασία εφαρμόζοντας τη μέθοδο σταθερής κατάστασης (steady-state) για την αξιολόγηση του συλλέκτη και τη μέθοδο των ακροτάτων (min-max) για τη συνολική εγκατάσταση. Τα αποτελέσματα ανέδειξαν την αξιοπιστία της μηχανολογικής διαμόρφωσης. Το σύστημα πέτυχε μέγιστη θερμική απόδοση της τάξης του 31% για τον μεμονωμένο συλλέκτη και 25.5%-27% για το συνολικό σύστημα. Το σημαντικότερο εύρημα της πειραματικής διαδικασίας ήταν η επιβεβαίωση της ικανότητας της διάταξης να ανυψώνει αποτελεσματικά και να διατηρεί τη θερμοκρασία του όγκου του ρευστού στο κρίσιμο εύρος των 50-60°C. Το γεγονός αυτό τεκμηριώνει πλήρως τη θερμοδυναμική και ηλεκτρική του επάρκεια προκειμένου να υποστηρίξει απαιτητικές διεργασίες απορρύπανσης υγρών αποβλήτων. | |
| dc.description.translatedabstract | This thesis focuses on the experimental study, thermal evaluation, and thermodynamic characterization of a hybrid photovoltaic/thermal (PV/T) solar system. The primary objective of the research is to determine the characteristic performance curves of both the individual collector and the overall installation. The ultimate objective is to assess the system's capability to operate as an autonomous thermal reactor for the future management of liquid pharmaceutical wastewater, ensuring the required energy conditions. For the purposes of the study, a comprehensive experimental setup was designed and constructed. The installation includes a hybrid collector (Fototherm FT250), a closed hydraulic circuit with a heat exchanger, storage and chemical processing tanks, recirculation circuits, as well as a complete electrical network capable of applying variable loads. To safely simulate the thermal treatment of the liquid wastewater, tap water was utilized, as it exhibits practically identical thermophysical properties. Data collection and monitoring (temperatures, flow rate, pressure, electrical power, solar radiation) were implemented through an advanced data acquisition system (DAQ), utilizing the Campbell Scientific CR1000X datalogger as its core component. The methodology was based on the execution and analysis of daily experimental cycles under real meteorological conditions, examining the dynamic response of the setup with and without the application of an electrical load. The raw data underwent thorough statistical processing, applying the steady-state method for the evaluation of the collector and the min-max method for the overall installation. The results demonstrated the reliability of the mechanical configuration. The system achieved a maximum thermal efficiency of approximately 31% for the individual collector and 25.5%-27% for the overall system. The most significant finding of the experimental procedure was the confirmation of the setup's ability to effectively raise and maintain the temperature of the fluid volume within the critical range of 50-60°C. This fact fully substantiates its thermodynamic and electrical adequacy to support demanding liquid wastewater decontamination processes. | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/10889/32821 | |
| dc.language.iso | el | |
| dc.rights | Attribution-ShareAlike 3.0 Greece | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/gr/ | |
| dc.subject | Υβριδικός συλλέκτης PV/T | |
| dc.subject | Χαρακτηριστική καμπύλη απόδοσης | |
| dc.subject | Διαχείριση υγρών αποβλήτων | |
| dc.subject.alternative | Hybrid PV/T collector | |
| dc.subject.alternative | Characteristic performance curve | |
| dc.subject.alternative | Liquid waste management | |
| dc.title | Πειραματική μελέτη υβριδικού φωτοβολταϊκού/θερμικού συστήματος για τη διαχείριση υγρών αποβλήτων | |
| dc.title.alternative | Experimental study of a hybrid photovoltaic/thermal system for liquid waste management |