Προσομοίωση λειτουργίας ενός υβριδικού φωτοβολταϊκού/θερμικού συστήματος (PV/T)
Loading...
Date
2025-10-17
Authors
Σίμος, Γεώργιος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Τις τελευταίες δεκαετίες, λόγω της μεγάλης αύξησης των ρύπων και του φαινομένου του θερμοκηπίου, έχει αρχίσει η στροφή προς πιο βιώσιμους τρόπους παραγωγής ενέργειας όπως η αξιοποίηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ). Για την αξιοποίησή τους, έχουν αναπτυχθεί πολλά συστήματα όπως υδροηλεκτρικά πάρκα, αιολικά πάρκα και φωτοβολταϊκά συστήματα. Ένα νέο και πολλά υποσχόμενο σύστημα είναι οι υβριδικοί φωτοβολταϊκοί θερμικοί (PV-T) συλλέκτες. Αυτοί οι συλλέκτες συνδυάζουν ένα φωτοβολταϊκό σύστημα με έναν θερμικό απορροφητή για την ταυτόχρονη παραγωγή ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας. Έτσι αυξάνεται η απόδοση του φωτοβολταϊκού, η οποία είναι εξαρτώμενη από τη θερμοκρασία, και ταυτόχρονα η θερμική ενέργεια αξιοποιείται για διάφορες χρήσεις. Αρχικά παρουσιάζονται διάφοροι τύποι τέτοιων συλλεκτών, διάφορες τροποποιήσεις που έχουν γίνει σε αυτούς για την βελτιστοποίησή τους και κάποιες εφαρμογές όπως θέρμανση νερού, θέρμανση αέρα και ηλιακή αφαλάτωση. Στη συγκεκριμένη διπλωματική εργασία ελέγχθηκε η θερμική λειτουργία ενός υβριδικού PV-T συλλέκτη εγκατεστημένου σε περιοχή κοντά στην Πάτρα. Για την προσομοίωση του συστήματος χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό TRNSYS 18. Το ηλεκτρικό μέρος του συλλέκτη αγνοήθηκε καθώς δόθηκε έμφαση κυρίως στη θερμική λειτουργία του συλλέκτη. Για μία δεξαμενή χωρητικότητας 300 L εξετάστηκαν τρεις διαφορετικές επιφάνειες συλλέκτη 4, 6 και 8 m2 προκειμένου να φανεί ποια είναι η πιο κατάλληλη αναλογία χωρητικότητας της δεξαμενής προς την επιφάνεια του PV-T συλλέκτη (37.5, 50 ή 75) για εγκατάσταση στην Πάτρα. Ο ρυθμός ροής του υγρού κυκλοφορίας που χρησιμοποιήθηκε για την ψύξη των φωτοβολταϊκών κυψελών μεταβλήθηκε από 0.02 σε 0.025 και 0.03 kg/s ώστε να ελεγχθεί η συμπεριφορά του συστήματος σε διαφορετικούς ρυθμούς ροής. Η λειτουργία του συστήματος εξετάστηκε σε τέσσερις διαφορετικούς μήνες. Συγκεκριμένα, τα διαστήματα στα οποία εξετάστηκε είναι στις 24-26 Ιανουαρίου, 13-15 Απριλίου, 13-15 Ιουλίου και 3-5 Οκτωβρίου καθώς θεωρήθηκαν ενδεικτικές περίοδοι για κάθε εποχή του χρόνου. Στο τέλος της εργασίας παρουσιάζονται τα διαγράμματα των θερμοκρασιών της δεξαμενής που προέκυψαν από τις προσομοιώσεις καθώς και τα συμπεράσματα για την ιδανικότερη δεξαμενή για κάθε εποχή.
Description
Keywords
PV-T συλλέκτες, Φωτοβολταϊκά συστήματα, Θερμικοί συλλέκτες, Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας