ΧΡΗΣΗ ΑΝΑΚΛΑΣΤΗΡΩΝ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΧΡΗΣΗ ΑΝΑΚΛΑΣΤΗΡΩΝ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ"

Transcript

1 ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΧΡΗΣΗ ΑΝΑΚΛΑΣΤΗΡΩΝ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΖΑΦΕΙΡΑΚΗΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ Α.Μ. 403 Επιβλέπων καθηγητής Ιωάννης Τρυπαναγνωστόπουλος Καθηγητής Τμήματος Φυσικής Πανεπιστημίου Πατρών ΠΑΤΡΑ, 2014

2 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα διπλωματική εργασία εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Ηλιακής Ενέργειας του Τμήματος Φυσικής με επιβλέποντα Καθηγητή τον κ. Ι. Τρυπαναγνωστόπουλο, στα πλαίσια του Μεταπτυχιακού Προγράμματος Σπουδών «Ενέργεια και Περιβάλλον» της Σχολής Θετικών Επιστημών του Πανεπιστημίου Πατρών. Αντικείμενο της εργασίας είναι η μελέτη της χρήσης διαφόρων τύπων ανακλαστήρων σε θερμικά, φωτοβολταϊκά και υβριδικά θερμικά/φωτοβολταϊκά συστήματα με σκοπό τη βελτίωση της αποδοτικότητάς τους. Ευχαριστώ τον κ. Ιωάννη Τρυπαναγνωστόπουλο, Καθηγητή του Τμήματος Φυσικής, ο οποίος μου ανέθεσε και επίβλεψε την εργασία, για την πολύτιμη καθοδήγησή του, την εμπιστοσύνη που μου έδειξε, τις γνώσεις που μου παρείχε και την σημαντική βοήθεια που μου προσέφερε προς την ολοκλήρωση της παρούσας εργασίας. Ευχαριστώ τον Καθηγητή κ. Παναγιώτη Γιαννούλη και τον Επίκουρο Καθηγητή κ. Γεώργιο Λευθεριώτη για την συνεργασία τους, τις γνώσεις που μου παρείχαν και τις εποικοδομητικές συμβουλές τους. Επίσης ευχαριστώ τον υποψήφιο διδάκτορα Τρυπαναγνωστόπουλο Γεώργιο, τις μεταπτυχιακές φοιτήτριες Μουρτζίκου Αργυρούλα, Συγκρίδου Δήμητρα, Αποστολοπούλου Αντιγόνη, τον μεταπτυχιακό φοιτητή Κοσκινά Αθανάσιο και την φοιτήτρια Κόρρου Μαριάνα για την πολύτιμη συμπαράσταση και βοήθεια που μου προσέφεραν. Τέλος οφείλω να ευχαριστήσω τους γονείς μου και τα αδέρφια μου, για την αμέριστη υποστήριξη που μου έχουν παρέχει σε όλα τα χρόνια των σπουδών μου.

3 Περίληψη Η ηλιακή ενέργεια αποτελεί μια από τις κύριες Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ). Μπορεί να αξιοποιηθεί είτε μετατρεπόμενη σε ηλεκτρισμό είτε σε θερμότητα. Για τη μετατροπή της σε ηλεκτρισμό η κύρια τεχνολογία που χρησιμοποιείται είναι η τεχνολογία των φωτοβολταϊκών. Αντίστοιχα, για την μετατροπή της σε θερμότητα χρησιμοποιούνται ευρέως οι τεχνολογίες των επίπεδων θερμικών ηλιακών συλλεκτών και των θερμικών συλλεκτών σωλήνων κενού. Βασικό ζητούμενο και στις δύο περιπτώσεις αποτελεί η μεγιστοποίηση της αποδοτικότητας τους. Μια από τις μεθόδους που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αύξηση της αποδοτικότητας μιας ηλιακής συσκευής είναι η χρήση ενισχυτικών ανακλαστήρων. Επίσης, στις συνήθεις τεχνολογίες φωτοβολταϊκών που εφαρμόζονται σήμερα, η μείωση της θερμοκρασίας λειτουργίας τους βελτιώνει την απόδοση τους. Η διπλωματική ερευνητική εργασία που ακολουθεί περιλαμβάνει τη συγκριτική μελέτη φωτοβολταϊκών διατάξεων, επίπεδων θερμικών συλλεκτών και συλλεκτών σωλήνων κενού. Μελετήθηκαν συστήματα φωτοβολταϊκών με τη χρήση διαφόρων μεθόδων ψύξης, ενεργητικών και παθητικών. Επίσης μελετήθηκε η αύξηση της αποδιδόμενης ηλεκτρικής ενέργειας των φωτοβολταϊκών με χρήση ενισχυτικών ανακλαστήρων (ημικατοπτρικός ανακλαστήρας, ανακλαστήρας αλουμινίου (ματ), λευκός ανακλαστήρας). Υλοποιήθηκαν συνδυαστικά συστήματα με ταυτόχρονη ψύξη και χρήση ενισχυτικού ανακλαστήρα και μελετήθηκε η συμπεριφορά τους. Ακόμα, μελετήθηκε η αύξηση της αποδιδόμενης θερμικής ενέργειας επίπεδου ηλιακού θερμικού συλλέκτη με προσθήκη ενισχυτικών ανακλαστήρων (καθρέπτης, ανακλαστήρας αλουμινίου και λευκός ανακλαστήρας). Τέλος, κατασκευάστηκε διάταξη θερμικού συλλέκτη σωλήνα κενού με επίπεδη ανακλαστική επιφάνεια. Πραγματοποιήθηκαν πειράματα με την προσθήκη ενισχυτικών ανακλαστήρων (ημικατοπτρικός ανακλαστήρας, ανακλαστήρας αλουμινίου και λευκός ανακλαστήρας) και μελετήθηκε η αύξηση της θερμικής απόδοσης του συλλέκτη. Με βάση τα αποτελέσματα των πειραμάτων, εξάγονται αντίστοιχα συμπεράσματα και παρατίθενται προτάσεις σχετικά με τις διατάξεις αυτές. Λέξεις κλειδιά Ηλιακή ενέργεια, Φωτοβολταϊκά, Θερμικοί ηλιακοί συλλέκτες, Ενισχυτικοί ανακλαστήρες, Μέθοδοι ψύξης φωτοβολταϊκών

4 Abstract Solar energy is one of the main Renewable Energy Sources (RES). It can be utilized by being transformed into electricity or heat. The main technology used to transform solar energy into electricity is photovoltaics. Respectively, flat plate solar thermal collectors and evacuated tube solar thermal collectors are the technologies mostly used to transform solar energy into usable heat. One of the main concerns on both cases, is the maximization of their performance. The use of booster reflectors is one of the methods that can be implemented in order to increase the performance of a solar device. Also, a method to increase the performance of the main photovoltaic technologies used at the moment, is to cool them. The following diploma research thesis includes the comparative study of photovoltaic systems, flat plate solar thermal collectors and evacuated tube solar thermal collectors. Photovoltaic systems with the use of various cooling methods, active and passive, were studied. The increase of the photovoltaic electrical output using booster reflectors (semi specular, aluminum reflector and white reflector) was also studied. Combined systems were implemented, with simultaneous cooling and usage of booster reflector, and their behavior was observed. In addition, the increase of the thermal output of a flat plate collector by using booster reflectors (mirror, aluminum reflector and white reflector) was studied. Finally, an evacuated tube solar thermal collector system with an embedded reflective surface was implemented. Experiments were carried out with the addition of booster reflectors (semi specular, aluminum reflector and white reflector) and the increase of the collector s thermal output was measured. Based on the experimental results, conclusions and suggestions are made about these systems. Key words Solar energy, Photovoltaics, Solar thermal collectors, Booster reflectors, Photovoltaic cooling methods

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Εισαγωγή 7 Περιβαλλοντικό ενεργειακό πρόβλημα Συμβολή των ΑΠΕ και προοπτικές Περιεχόμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας 1. Ηλιακή Ενέργεια Εισαγωγή 1.2. H ηλιακή ακτινοβολία Γενικά Μεταβολές της ηλιακής ακτινοβολίας λόγω της κίνησης της γης Η ηλιακή ακτινοβολία στο συλλέκτη Ανάλυση και υπολογισµοί της ακτινοβολίας Μετρήσεις της ηλιακής ακτινοβολίας-στατιστικά στοιχεία 1.3. Ενίσχυση της ηλιακής ακτινοβολίας 2. Συστήματα αξιοποίησης Ηλιακής Ενέργειας Είδη θερμικών ηλιακών συλλεκτών Επίπεδοι ηλιακοί συλλέκτες Ηλιακοί συλλέκτες κενού Ηλιακοί συλλέκτες με ακίνητους σύνθετους παραβολικούς ανακλαστήρες συγκέντρωσης (συλλέκτες CPC) 2.2. Είδη θερμικών συστημάτων αξιοποίησης ηλιακής ενέργειας Θερμοσιφωνικά συστήματα ηλιακών συλλεκτών νερού Ολοκληρωμένες συσκευές συλλέκτη αποθήκευσης ζεστού νερού (ICS) Κεντρικά θερμικά ηλιακά συστήματα (ΚΘΗΣ) 2.3. Είδη φωτοβολταϊκών ηλιακών συλλεκτών Φωτοβολταϊκό φαινόμενο Τύποι Φωτοβολταϊκών 2.4. Είδη φωτοβολταϊκών συστημάτων Διασυνδεδεμένο φωτοβολταϊκό σύστημα Αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα Συνδυασμός αυτόνομου και διασυνδεδεμένου φωτοβολταϊκού συστήματος 3. Σχεδίαση ηλιακών συστημάτων με ενισχυτικούς. 56 ανακλαστήρες 3.1. Εισαγωγή 3.2. Ιστορική αναφορά 3.3. Σχεδίαση διατάξεων συλλέκτη κατόπτρου Θερμικά ηλιακά συστήματα Φωτοβολταϊκά συστήματα Υβριδικά θερμικά φωτοβολταϊκά συστήματα Αξιοποίηση της διαθέσιμης επιφάνειας οριζόντιας οροφής κτιρίων

6 Αισθητική ενσωμάτωση ενισχυτικών ανακλαστήρων σε κτήρια 4. Πειραματική Μελέτη Πειραματική διαδικασία Πειραματική μελέτη και συμβολή του Εργαστηρίου Ηλιακής Ενέργειας Πειραματική διαδικασία 4.2. Πειραματικά αποτελέσματα Συμπεράσματα Βιβλιογραφία.. 117

7 Εισαγωγή Περιβαλλοντικό ενεργειακό πρόβλημα Η ενέργεια απετέλεσε και αποτελεί τον κινητήριο μοχλό κάθε ανθρώπινης δραστηριότητας. Σ όλη την ιστορική του πορεία, ο άνθρωπος χρησιμοποίησε με εφευρετικότητα τις δυνατότητες που του παρείχε η ίδια η φύση, τη δύναμη της φωτιάς, του νερού, του ανέμου και του ήλιου, με στόχο τη βελτίωση των συνθηκών της διαβίωσης του. Στους πιο πρόσφατους αιώνες, χρησιμοποίησε την ενέργεια από την καύση του κάρβουνου και του πετρελαίου και βρήκε τρόπο να την μετατρέπει στην περισσότερο εξευγενισμένη των μορφών της, τον ηλεκτρισμό. Στα μέσα του 20ου αιώνα, ένας νέος τρόπος παραγωγής ενέργειας δημιούργησε ελπίδες, για μια ριζική επίλυση του παγκοσμίου ενεργειακού προβλήματος, η πυρηνική ενέργεια. Πολύ γρήγορα, όμως, επιβεβαιώθηκε μέσω δραματικών γεγονότων, η αδυναμία να διασφαλιστεί η απολύτως ελεγχόμενη παραγωγή της πυρηνικής ενέργειας. Επίσης, άρχισαν να επιβεβαιώνονται, με επιστημονικά τεκμηριωμένο τρόπο, οι προβλέψεις για σημαντικές επιβαρυντικές συνέπειες της μέχρι σήμερα συμπεριφοράς του άνθρωπου στο οικοσύστημα, εξαιτίας κυρίως της αλόγιστης χρήσης των συμβατικών καυσίμων και πολλών, φαινομενικά αθώων, τεχνολογικών προϊόντων. Το ενεργειακό πρόβλημα στις μέρες μας, δηλαδή η συσχέτιση των ενεργειακών αποθεμάτων των συμβατικών καυσίμων που διαρκώς μειώνονται, με τις απαιτήσεις για κατανάλωση ενέργειας που διαρκώς αυξάνονται, εμφανίζεται οξύτερο από ποτέ. Οι κύριες πηγές ενέργειας, που χρησιμοποιούνται σήμερα, είναι: Το κάρβουνο Απετέλεσε για πολλά χρόνια μέχρι σήμερα, την κύρια καύσιμη ύλη. Σ' αυτό βασίστηκε κατά κύριο λόγο, η βιομηχανική επανάσταση. Μεγάλο μέρος της σημερινής παγκόσμιας βιομηχανικής παραγωγής βασίζεται στην ενέργεια από την καύση του ορυκτού άνθρακα. Το πετρέλαιο Ήταν γνωστό από την αρχαιότητα, στους Εβραίους και τους Αιγυπτίους. Στη Δύση, γινόταν περιορισμένη χρήση του σε φωτισμό και στην ιατρική, μέχρι το τέλος του 15ου αιώνα, οπότε άρχισε η βιομηχανική του εκμετάλλευση. Η παγκόσμια παραγωγή του εντατικοποιήθηκε από τα μέσα του 19ου αιώνα, ενώ από τα μέσα του 20ου, οι ρυθμοί εκμετάλλευσης πήραν εκρηκτικές διαστάσεις. Σήμερα, μετά από δύο πετρελαϊκές κρίσεις (1973 και 1979) και τη διαπίστωση ορατών πλέον επιπτώσεων, γίνεται συνειδητή η ανάγκη αλλαγής του τρόπου ζωής και η αναζήτηση λύσεων από το χώρο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Παράλληλα, αποκτά ιδιαίτερο νόημα η 7

8 εφαρμογή αυστηρότερης πολιτικής στον τομέα της ορθολογικής χρήσης και εξοικονόμησης ενέργειας. Τα συμβατικά καύσιμα καλύπτουν το 85% της καταναλισκόμενης ενέργειας στις αναπτυγμένες χώρες και το 55%, στις αναπτυσσόμενες. Στις τελευταίες, το ποσοστό χρήσης πετρελαίου, ως ενεργειακής πηγής, συνεχίζει να αυξάνει, ενώ στις αναπτυγμένες χώρες έχει μειωθεί ο ρυθμός αύξησής του, με σταδιακή διείσδυση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Εκτιμάται ότι τα υπάρχοντα αποθέματα των πηγών αυτών θα παρουσιάσουν πρόβλημα μετά από περίπου 200 χρόνια για το κάρβουνο, στα 60 χρόνια για το φυσικό αέριο και στα 50 χρόνια για το πετρέλαιο. Η καύση του άνθρακα, του πετρελαίου και των παραγώγων του δίδει, ως άμεσα προϊόντα, το C02, τα οξείδια του αζώτου και του θείου. Οι αυξημένες ποσότητες των αερίων αυτών, που εισέρχονται στην ατμόσφαιρα, αποτελούν πια μόνιμη απειλή για το μέλλον της ανθρωπότητας, προκαλώντας ισχυρές κλιματικές αλλαγές και επιβαρυντική απόκλιση από τις κανονικές συνθήκες ισορροπίας του φαινομένου του θερμοκηπίου. Η πυρηνική ενέργεια Από το 1945 και μετά, προστέθηκε στις μεγάλης ισχύος πηγές ενέργειας, η πυρηνική, στην οποία αρχικά βασίστηκαν πολλές ελπίδες. Η Γαλλία είναι από τις χώρες που έδωσαν μεγάλη έμφαση στην ανάπτυξη της, χρησιμοποιώντας, κατά την περίοδο της δεκαετίας του 70, το επιχείρημα της παραγωγής καθαρής ηλεκτρικής ενέργειας. Σήμερα γίνεται αντιληπτή ως ένα βαθμό, η αδυναμία να λυθεί το πρόβλημα της ανεξέλεγκτης διασποράς των πυρηνικών όπλων ή της διασφαλισμένης αποθήκευσης των πυρηνικών αποβλήτων και υπάρχει η αίσθηση του φόβου για τα ολοένα και πιο πιθανά πυρηνικά ατυχήματα. Από τα πιο σημαντικά, εκείνο στον πυρηνικό σταθμό του Three Mile Island της Πενσυλβάνιας (ΗΠΑ), τον Απρίλιο του 1979, εκείνο στο Τσερνομπίλ της Ουκρανίας, τον Απρίλιο του 1986, και πρόσφατα αυτό στη Φουκουσίμα της Ιαπωνίας, οδήγησαν τον κόσμο στην συνειδητοποίηση της έλλειψης ικανότητας του να αντιμετωπίσει ένα σημαντικό πρόβλημα, που μόνιμα τον απειλεί με καταστροφή και αφανισμό. Η πυρηνική ενέργεια προορίζεται, στο βαθμό που έχει αναπτυχθεί σήμερα, κυρίως για παραγωγή ηλεκτρισμού βάσης, δηλαδή παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σταθερής ισχύος χωρίς δυνατότητα κάλυψης των διακυμάνσεων ζήτησης. Καλύπτει το 4%-5% της παγκόσμιας ενεργειακής ζήτησης. Η παραγόμενη παγκοσμίως ισχύς σε πυρηνικά εργοστάσια ανέρχεται σε 360 GW (2005). Στην Ευρώπη ξεπερνά τα 110 GW, με τη Γαλλία στα 63 GW. Το περιορισμένο των κοιτασμάτων του βασικού υλικού (Ουράνιο 235), τα πυρηνικά απόβλητα και η πιθανότητα ολοσχερούς καταστροφής, είτε από το πρόβλημα της υπό έλεγχο πυρηνικής αντίδρασης είτε από την ανεξέλεγκτη διασπορά των πυρηνικών όπλων, βάζουν φρένο στη χρήση της. Όλες οι μεγάλης πυκνότητας ισχύος συμβατικές πηγές ενέργειας, εκτός από την αδιαμφισβήτητη προσφορά τους στην ανάπτυξη της τεχνολογίας και της επιστήμης 8

9 και τη μεγάλη συμβολή τους στη βελτίωση της διαβίωσης του ανθρώπου, συνδέονται δυστυχώς με πολύ σοβαρές και εμφανώς αρνητικές επιπτώσεις στο περιβάλλον. Έτσι, ενισχύεται διεθνώς η άποψη για μερική, σε πρώτη φάση, αντικατάσταση τους με άλλες πηγές ενέργειας, που να μη ρυπαίνουν και να ενσωματώνονται φιλικά στο περιβάλλον, τις λεγόμενες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Κάθε χρόνο αποτέλεσμα των ανθρωπογενών δραστηριοτήτων είναι, δισεκατομμύρια τόνοι διοξειδίου του άνθρακα (CO2) καθώς και άλλων αερίων όπως το μεθάνιο και το υποξείδιο του αζώτου, να απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα αλλάζοντας τη σύσταση των αερίων η οποία έχει παραμείνει σταθερή για χιλιάδες χρόνια. Η ατμόσφαιρα κάθε χρόνο υπολογίζεται ότι επιβαρύνεται με έξι δισεκατομμύρια τόνους διοξειδίου του άνθρακα. Η αλλαγή αυτή αναμένεται να επηρεάσει δραστικά το κλίμα τις ερχόμενες δεκαετίες. Το διοξείδιο του άνθρακα είναι υπεύθυνο για το 50% της υπερθέρμανσης της ατμόσφαιρας. Σε χρονικό διάστημα μικρότερου των δύο αιώνων ο ανθρώπινος παράγοντας αύξησε κατά 25% τη συνολική ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα της ατμόσφαιρας. Με αυτά τα δεδομένα, υπολογίζεται ότι η μέση θερμοκρασία της γης θα ανέβει τα επόμενα 100 χρόνια από 2 έως πιθανόν και 6 βαθμούς Κελσίου. Τα βασικά χαρακτηριστικά της όξυνσης του φαινομένου του θερμοκηπίου είναι ότι : 1. Έχει οικουμενικό χαρακτήρα. Παρά το γεγονός ότι δημιουργείται από ρύπους που παράγονται κυρίως σε συγκεκριμένες περιοχές, οι επιπτώσεις του διαχέονται σε κάθε γωνιά του πλανήτη. 2. Τα αποτελέσματά του εμφανίζονται με χρονική υστέρηση, επομένως είναι δύσκολο να γίνει πρόβλεψη για το πραγματικό μέγεθος του προβλήματος. 3. Η ανάπτυξη του φαινομένου είναι ανάλογη της βιομηχανικής ανάπτυξης και της αύξησης του βιοτικού επιπέδου, και για το λόγο αυτό συνεχής τις τελευταίες δεκαετίες. Με τα σημερινά δεδομένα η ανάσχεση του φαινομένου μπορεί να πραγματοποιηθεί με την χρήση αντιρρυπαντικών τεχνολογιών (φίλτρα, καλύτερης ποιότητας κινητήρες), και την ανάπτυξη των ΑΠΕ. 4. Το αέριο που ευθύνεται κυρίως για τη δημιουργία του φαινομένου του θερμοκηπίου είναι το διοξείδιο του άνθρακα C. Είναι προφανές ότι όσο τα αέρια του θερμοκηπίου αυξάνουν, τόσο θα διαταράσσεται και το θερμικό ισοζύγιο του πλανήτη επομένως και το κλίμα του. Η τελευταία δεκαετία ήταν η θερμότερη της χιλιετίας, ενώ αυξήθηκε η συχνότητα εμφάνισης ακραίων καιρικών φαινομένων σε πολλές χώρες. Με βάση τα παραπάνω η ανάγκη απεξάρτησης από το πετρέλαιο και τον άνθρακα, γίνεται επιτακτική, όχι μόνο λόγω μείωσης των αποθεμάτων των ορυκτών καυσίμων, αλλά και λόγω του κόστους που συνεπάγεται η χρήση τους μέσω της συνεχιζόμενης αύξησης των τιμών τους, όπως επίσης και το κόστος των εκπομπών του προερχομένου από το πετρέλαιο και τον άνθρακα, διοξειδίου του άνθρακα. 9

10 Συμβολή των ΑΠΕ και προοπτικές Ως Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας (ΑΠΕ) ορίζονται οι ενεργειακές πηγές οι οποίες ανανεώνονται μέσω των φυσικών κύκλων, είναι πρακτικά ανεξάντλητες και η χρήση τους δεν είναι επιβαρυντική για το περιβάλλον. Οι ΑΠΕ (καύση ξύλου, άνεμος, νερό) ήταν οι πρώτες μορφές ενέργειας που χρησιμοποίησε ο άνθρωπος πριν στραφεί έντονα στη χρήση των ορυκτών καυσίμων. Το ενδιαφέρον για την ανάπτυξη αυτών των τεχνολογιών άρχισε να εντείνεται μετά την πρώτη πετρελαϊκή κρίση του 1973 και άρχισε να παγιώνεται μετά τη συνειδητοποίηση των σοβαρών παγκόσμιων περιβαλλοντικών προβλημάτων. i) Ηλιακή Ενέργεια. Εικόνα 1 Οι θερμοκρασίες μερικών εκατομμυρίων C που επικρατούν στην επιφάνεια και το εσωτερικό του ήλιου, προκαλούν τη συσσωμάτωση των ταχύτατα κινούμενων πυρήνων υδρογόνου ( H ) δημιουργώντας πυρήνες του στοιχείου ηλίου ( He ). Η πυρηνική αυτή αντίδραση σύντηξη πυρήνων- είναι εξώθερμη και χαρακτηρίζεται από την έκλυση τεράστιων ποσοτήτων ενέργειας που ακτινοβολούνται προς όλες τις κατευθύνσεις στο διάστημα. Αν και το φαινόμενο αυτό λαμβάνει χώρα εδώ και πέντε δισεκατομμύρια χρόνια περίπου, ο ήλιος διαθέτει τεράστιες ποσότητες υδρογόνου και δεν αναμένεται να υπάρξει μείωση της ενέργειας που ακτινοβολείται από αυτόν. Ο ήλιος αποτελεί λοιπόν, τη βασική πηγή ενέργειας του πλανήτη μας. Κάθε χρόνο μεταφέρει στην επιφάνεια της γης ενέργεια της τάξεως των KWh, ποσό που υπερκαλύπτει τις σημερινές παγκόσμιες ενεργειακές ανάγκες. Όσον αφορά στην Ελλάδα, προσπίπτουν ημερησίως, κατά μέσο όρο 4,3 KWh ηλιακής ενέργειας ανά τετραγωνικό μέτρο οριζόντιας επιφάνειάς της, κατατάσσοντας τη χώρα μας στις ευνοημένες περιοχές του πλανήτη. Στο μεγαλύτερο τμήμα της Ελλάδας η ηλιοφάνεια διαρκεί περισσότερες από ώρες το χρόνο (στη δυτική Μακεδονία και την Ήπειρο εμφανίζει τις μικρότερες τιμές της, κυμαινόμενη 10

11 από ως ώρες, ενώ στη Ρόδο και τη νότια Κρήτη ξεπερνά τις ώρες ετησίως). Αυτό έχει ως αποτέλεσμα να είναι δυνατή, σε όλη την ελληνική επικράτεια, η οικονομικά επωφελής εκμετάλλευση της ηλιακής ακτινοβολίας για θερμικές εφαρμογές με χρήση Θερμικών Ηλιακών Συστημάτων (Θ.Η.Σ.), αλλά και για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με χρήση φωτοβολταϊκών στοιχείων (εικ. 1). ii) Αιολική Ενέργεια. Εικόνα 2 Η ανομοιόμορφη θέρμανση της ατμόσφαιρας της γης από τον ήλιο προκαλεί τη μετακίνηση τεράστιων αερίων μαζών με στόχο την ανακατανομή της απορροφηθείσας θερμότητας. Αποτέλεσμα της μετακίνησης αυτής είναι η δημιουργία των γνωστών, σε όλους, ανέμων (υπολογίζεται ότι το 2% της ηλιακής ακτινοβολίας που προσπίπτει στη γη, μετατρέπεται σε αιολική ενέργεια ). Η εκμετάλλευση του ανέμου από τον άνθρωπο ξεκίνησε πριν από χιλιάδες χρόνια (ανεμόμυλοι, ιστιοφόρα κ.α.). Το 1940 άρχισαν οι πρώτες προσπάθειες για την αξιοποίησή του στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, ενώ πρωταρχικό σκοπό στον τομέα αυτό αποτελεί η εξέλιξη των ανεμογεννητριών ως προς τη σχεδίαση, την κατασκευή και τα χρησιμοποιούμενα υλικά. Σήμερα λειτουργούν παγκοσμίως, είτε αυτόνομα είτε συνδεδεμένες σε ένα ευρύτερο ηλεκτρικό δίκτυο, περίπου ανεμογεννήτριες (εικ. 2) συνολικής εγκατεστημένης ισχύος περίπου 10 GW. Αξίζει να σημειωθεί ότι η αιολική ενέργεια είναι από τις πλέον ελκυστικές ήπιες μορφές ενέργειας, ενώ αναμένεται να αξιοποιηθεί ακόμα περισσότερο με την κατασκευή νέων ανεμογεννητριών, που θα μειώσουν το κόστος και θα κάνουν την αιολική ενέργεια ανταγωνιστική σε ακόμα περισσότερα μέρη του πλανήτη. 11

12 iii) Υδροηλεκτρική Ενέργεια. Εικόνα 3 Η δυναμική ενέργεια των υδάτων είναι από τις παλαιότερες μορφές ενέργειας που μετατράπηκαν σε άλλες μορφές ενέργειας για να αξιοποιηθούν, ενώ σήμερα χρησιμοποιείται στην παραγωγή ηλεκτρισμού. Για την αποδοτικότερη εκμετάλλευση της ενέργειας των υδάτων χτίζονται φράγματα, που δημιουργούν τεχνητές λίμνες, στις οποίες το νερό συγκεντρώνεται σε μεγάλο ύψος. Εν συνεχεία, το νερό κατέρχεται μέσω αγωγών και προσπίπτει σε πτερύγια υδροστροβίλων που αναγκάζονται να περιστραφούν. Γεννήτριες μηχανικά συζευγμένες στον ίδιο άξονα παράγουν ηλεκτρική ενέργεια (εικ. 3). Οι υψηλοί βαθμοί απόδοσης των υδροστροβίλων (μερικές φορές υπερβαίνουν το 90%) σε συνδυασμό με τη μεγάλη διάρκεια ζωής των υδροηλεκτρικών έργων (μπορεί να υπερβαίνει τα εκατό έτη) αποτελούν δύο χαρακτηριστικούς δείκτες ενεργειακής αποτελεσματικότητας και τεχνολογικής ωριμότητας των υδροηλεκτρικών σταθμών. Στην Ελλάδα υπάρχουν πολλά υδροηλεκτρικά εργοστάσια, που παράγουν το 10% περίπου της ενέργειας που καταναλίσκεται στη χώρα. 12

13 iv) Γεωθερμική Ενέργεια. Εικόνα 4 Η γεωθερμική ενέργεια είναι η ενέργεια που προέρχεται από το εσωτερικό της γης, οφειλόμενη σε δύο πηγές: στη θερμότητα του αρχικού σχηματισμού της και στη ραδιενεργό διάσπαση ασταθών στοιχείων που υπάρχουν στον φλοιό, όπως το ουράνιο, το θόριο και το πλουτώνιο. Η εκμετάλλευσή της είναι γενικά αντιοικονομική. Υπάρχουν όμως περιοχές της γης, τα γεωθερμικά πεδία, όπου η ενέργεια αυτή εμφανίζεται επιφανειακά υπό μορφή ζεστού νερού (60 C 100 C), υγρού ατμού (νερό με πίεση υψηλότερη της ατμοσφαιρικής και θερμοκρασία μεγαλύτερη των 100 C) ή κεκορεσμένου ξηρού ατμού και μπορεί να αξιοποιηθεί σε βιομηχανικές - αγροτικές εφαρμογές, θέρμανση - ψύξη κατοικιών και παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας (εικ. 4). Στην Ελλάδα απολήψιμο γεωθερμικό δυναμικό έχει εντοπισθεί στα νησιά Μήλος, Νίσυρος και Λέσβος. v) Ενέργεια από Βιομάζα. Εικόνα 5 Βιομάζα καλείται γενικά η οργανική ύλη που μπορεί να μετατραπεί σε ενέργεια. Εκτός από τα ξύλα, συγκαταλέγονται τα αγροτικά υπολείμματα (κλαδιά δέντρων, υπολείμματα ξυλείας, υπολείμματα σιτηρών, το πυρηνόξυλο της ελιάς, κλπ.) και τα φυτά που καλλιεργούνται ειδικά για την παραγωγή ενέργειας. Επίσης, 13

14 είναι δυνατόν να παράγονται χρήσιμα καύσιμα (βιοαέριο) από την μετατροπή των στερεών αποβλήτων, των αποβλήτων των ζώων και από τα υγρά απόβλητα. Η βιομάζα αποτελείται κυρίως από ενώσεις, που βασικά στοιχεία έχουν τον άνθρακα και το υδρογόνο. Στη χώρα μας μεγάλη έκταση γης (ίσως και 10 εκατομμύρια στρέμματα) έχουν ήδη ή προβλέπεται να περιθωριοποιηθούν και να εγκαταλειφθούν τα επόμενα χρόνια αν δεν αλλάξει η αγροτική πολιτική της χώρας. Εάν η έκταση αυτή αξιοποιηθεί για την ανάπτυξη ενεργειακών καλλιεργειών, η καθαρή ωφέλεια σε ενέργεια που μπορεί να αναμένεται, είναι περίπου στο 50% 60% της ετήσιας κατανάλωσης πετρελαίου. vi) Ενέργεια από Κύματα. Εικόνα 6 Η ενέργεια που έχουν τα κύματα, η οποία ακόμα αποτελεί αντικείμενο έρευνας και πειραματισμού για τον ικανοποιητικό τρόπο αξιοποίησης της, αποτελεί μια άλλη μορφή ενέργειας, που έμμεσα οφείλεται στον ήλιο. Όσο μεγαλύτερο είναι το ύψος και το μήκος ενός κύματος, τόσο μεγαλύτερα ποσά ενέργειας μεταφέρει. vii) Ενέργεια των παλιρροιών. Εικόνα 7 Η παλίρροια, δηλαδή το φαινόμενο υποχώρησης της θάλασσας (άμπωτη) και η, μετά από ορισμένες ώρες, επιστροφή της (πλημμυρίδα), οφείλεται σε δυνάμεις που δημιουργούνται στις υδάτινες μάζες από το πεδίο βαρύτητας της σελήνης, καθώς και 14

15 από την περιστροφή της γης. Διαρκούν για συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα και έχουν συγκεκριμένη κατεύθυνση. Σήμερα, αν και το ενδιαφέρον γι αυτή τη μορφή ενέργειας είναι ιδιαίτερα έντονο, το κόστος των εγκαταστάσεων παραμένει αρκετά υψηλό. Εντούτοις, μακροπρόθεσμα θεωρείται μια ενδιαφέρουσα ενεργειακή λύση λόγω του χαμηλού κόστους λειτουργίας και συντήρησης τέτοιων εγκαταστάσεων. viii) Θερμική Ενέργεια των Ωκεανών. Εικόνα 8 Μία εκμεταλλεύσιμη πηγή ενέργειας αποτελεί η υπάρχουσα θερμοκρασιακή διαφορά του νερού μεταξύ της επιφάνειας των ωκεανών των τροπικών περιοχών (25 C 30 C) και των βαθύτερων στρωμάτων όπου εντοπίζονται ψυχρά θαλάσσια ρεύματα από τους πόλους προς τον Ισημερινό (4 C 6 C). Λόγω όμως των μεγάλων τεχνικοοικονομικών προβλημάτων δεν προβλέπεται σύντομα εκμετάλλευση. ix) Ενέργεια των θαλάσσιων ρευμάτων. Εικόνα 9 15

16 Τα θαλάσσια ρεύματα αποτελούν ένα τεράστιο ενεργειακό δυναμικό, το οποίο όμως για να αξιοποιηθεί απαιτεί εξελιγμένη τεχνολογία, έρευνα και μελέτη. Προς το παρόν έχουν εκπονηθεί πειραματικά σχέδια για την εκμετάλλευση αυτής της ενέργειας με την τοποθέτηση γιγαντιαίων, χαμηλής ταχύτητας τουρμπίνων, σε διάφορες περιοχές των Η.Π.Α. αξιοποιώντας το θαλάσσιο ρεύμα του Gulf Stream. Περιεχόμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας Στο Εργαστήριο Ηλιακής Ενέργειας έχουν μελετηθεί πολλοί τύποι συστημάτων ηλιακής ενέργειας. Τα ηλιακά αυτά συστήματα περιλαμβάνουν θερμικούς ηλιακούς συλλέκτες, φωτοβολταϊκά, υβριδικά φωτοβολταϊκά/θερμικά συστήματα, συγκεντρωτικά συστήματα κ.α. Η δραστηριότητα αυτή αφορά την ανάπτυξη νέων σχεδιάσεων και την βελτίωση της αποδοτικότητας των συστημάτων αυτών, για την καλύτερη εκμετάλλευση της ηλιακής ακτινοβολίας, με σκοπό την αξιοποίηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σε πολλούς τομείς. Στα πλαίσια της παρούσης διπλωματικής ερευνητικής εργασίας μελετήθηκε η ενεργειακή συμπεριφορά ηλιακών συσκευών, οι οποίες περιλαμβάνουν φωτοβολταϊκό σύστημα, υβριδικό φωτοβολταϊκό σύστημα, επίπεδο θερμικό ηλιακό συλλέκτη και συλλέκτη σωλήνων κενού, ώστε να προσδιοριστούν συγκεκριμένα λειτουργικά χαρακτηριστικά τους, με σκοπό την αξιοποίηση τους σε σύνθετες εφαρμογές καθώς επίσης και σε ήδη υπάρχουσες εγκαταστάσεις. Σκοπός της εργασίας ήταν να μελετηθούν τρόποι βελτίωσης της ηλεκτρικής και θερμικής απόδοσης φωτοβολταϊκών και θερμικών συστημάτων. Σχετικά με τα φωτοβολταϊκά μελετήθηκε η αύξηση της ηλεκτρικής τους απόδοσης με την χρήση ανακλαστήρων. Επίσης μελετήθηκαν, μέθοδοι ψύξης των φωτοβολταϊκών πλαισίων, ώστε να αντιμετωπιστεί η πτώση της απόδοσης από την ανάλογη αύξηση της θερμοκρασίας τους. Σχετικά με τους θερμικούς συλλέκτες (επίπεδους και κενού) μελετήθηκε η βελτίωση της θερμικής απόδοσής τους με την χρήση διαφορετικών τύπων ανακλαστήρων. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται ανάλυση της ηλιακής ακτινοβολίας και της ενέργειας που προσπίπτει στην επιφάνεια μιας ηλιακής συσκευής (θερμικού συλλέκτη ή φωτοβολταϊκού). Στο δεύτερο κεφάλαιο αναφέρονται τα είδη των συστημάτων αξιοποίησης της ηλιακής ενέργειας. Σε αυτά περιλαμβάνονται διάφοροι τύποι ηλιακών θερμικών συλλεκτών, φωτοβολταϊκών, συγκεντρωτικών συστημάτων καθώς και υβριδικών φωτοβολταϊκών/θερμικών συστημάτων. Στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στη σχεδίαση ηλιακών συστημάτων με την εφαρμογή ενισχυτικών ανακλαστήρων. 16

17 Στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται ανάλυση της πειραματικής διαδικασίας και παρατίθενται αποτελέσματα και γραφικές παραστάσεις από την πειραματική μελέτη των δοκιμασθέντων ηλιακών διατάξεων, σε εξωτερικές συνθήκες φυσικού ηλιασμού. Τέλος γίνεται αναφορά στα συμπεράσματα τα οποία εξάγονται από την πειραματική μελέτη. Επίσης γίνεται αξιολόγηση των συμπερασμάτων για την πραγματοποίηση περαιτέρω έρευνας. Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας παρουσιάστηκε στο 8 ο Εθνικό Συνέδριο Γεωργικής Μηχανικής (25 & 26 Σεπτεμβρίου 2013) η εργασία «Αποδοτική εγκατάσταση φωτοβολταϊκών στην οροφή θερμοκηπίων». Επίσης έχει κατατεθεί για να παρουσιαστεί στο 10 Εθνικό Συνέδριο για τις Ήπιες Μορφές Ενέργειας και έχει γίνει αρχικώς αποδεκτή η περίληψη για την εργασία «Χρήση ενισχυτικών ανακλαστήρων και παθητικής ψύξης για την αύξηση της παραγόμενης ενέργειας των φωτοβολταϊκών». 17

18 Κεφάλαιο 1 Ηλιακή ενέργεια 1.1 Εισαγωγή Η ηλιακή ενέργεια που προσπίπτει στην επιφάνεια της γης είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που παράγεται στον ήλιο. Φτάνει σχεδόν αμετάβλητη στο ανώτατο στρώμα της ατμόσφαιρας του πλανήτη μας, διαμέσου του διαστήματος, και στη συνέχεια κατά τη διέλευσή της από την ατμόσφαιρα υπόκειται σε ορισμένες αλλαγές, που οφείλονται στην σύσταση της ατμόσφαιρας. Η ηλιακή ακτινοβολία που προσπίπτει σε ένα σημείο στην επιφάνεια της γης μια δεδομένη χρονική στιγμή χαρακτηρίζεται από την ένταση και την διεύθυνση πρόσπτωσης. Στην επιφάνεια της γης φτάνει μόνο ένα μέρος της ακτινοβολίας που προέρχεται άμεσα από τον ήλιο (άμεση ηλιακή ακτινοβολία), ενώ το υπόλοιπο είτε απορροφάται από τα συστατικά της ατμόσφαιρας είτε ανακλάται πάλι προς το διάστημα ή προς την επιφάνεια της γης. Η ακτινοβολία που προσπίπτει στην επιφάνεια της γης μετά από διαδοχικές ανακλάσεις δεν έχει συγκεκριμένη διεύθυνση και καλείται διάχυτη ακτινοβολία. Εικόνα 10 Η γη δέχεται ετήσιως ηλιακή ενέργεια με ακτινοβολία της τάξης του 173x10 15 W. Σε ένα 24ωρο κάθε τετραγωνικό μέτρο επιφάνειας της γης δέχεται κατά μέσο όρο 4-6 KWh ηλιακής ενέργειας με ακτινοβολία KWh/m 2 ετησίως. Η ποσότητα αυτή είναι πολλαπλάσια από αυτή που θα μπορέσει ποτέ να ληφθεί από το σύνολο των μη ανανεώσιμων πηγών της Γης (πετρέλαιο, φυσικό αέριο, άνθρακας). Γι αυτό το λόγο κρίνεται σκόπιμη η πρακτική εκμετάλλευσης της ηλιακής ενέργειας. 18

19 1.2 H ηλιακή ακτινοβολία Γενικά Το φάσµα συχνοτήτων της ηλιακής ακτινοβολίας περιλαµβάνει συχνότητες µε µήκος κύµατος από 0,3µm έως 1,7µm, µε µέγιστο ενεργειακό περιεχόµενο στην περιοχή των 0,5µm. Η συνολική ενέργεια στη µονάδα του χρόνου (ισχύς) που προέρχεται από µια πηγή ακτινοβολίας και προσπίπτει σε µια µοναδιαία επιφάνεια, αποτελεί την πυκνότητα ισχύος (Irradiance) ή την ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας και µετράται σε W/m 2, θα συµβολίζεται δε γενικά µε το γράµµα G. Η τιµή της σε ορισµένη ώρα και σηµείο στην επιφάνεια της γης εξαρτάται έντονα από την θέση του ήλιου στον ουρανό αλλά και τις µετεωρολογικές συνθήκες. Όταν η ηλιακή ακτινοβολία εισέρχεται στην ατµόσφαιρα της γης, ένα µέρος της απορροφάται από τα µόρια του αέρα, τα σύννεφα κλπ., ένα άλλο διαχέεται εντός της ατµόσφαιρας και ένα τρίτο προσπίπτει απ ευθείας στην επιφάνεια της ηλιακής συσκευής (απ ευθείας ή ακτινική ακτινοβολία). Η συνολική ηλιακή ακτινοβολία (global radiation) που φθάνει στην επιφάνεια είναι το άθροισµα της ακτινικής ή άµεσης ακτινοβολίας (beam ή direct radiation), που προσπίπτει επί αυτού απ ευθείας και της διάχυτης ακτινοβολίας (diffuse radiation), που προέρχεται από αυτήν που διαχέεται στην ατµόσφαιρα. Επί πλέον, όταν η ηλιακή συσκευή εγκαθίσταται µε κλίση προς το οριζόντιο επίπεδο, προστίθεται και ένα µικρό σχετικά ποσοστό προερχόµενο από ανάκλαση από το έδαφος και από άλλα παρακείµενα αντικείµενα (albedo radiation) Το µεγαλύτερο ποσοστό της ενέργειας, ιδίως σε όχι πολύ βόρειες περιοχές, προέρχεται από την ακτινική ακτινοβολία, σηµαντική όµως είναι και η συµβολή της διάχυτης. Συµβατικά, ως στοιχείο χαρακτηρισµού της επίδρασης που έχει η ύπαρξη της ατµόσφαιρας, όταν δεν υπάρχουν σύννεφα, λαµβάνεται το µήκος της διαδροµής της ηλιακής ακτινοβολίας, στην γήινη ατµόσφαιρα, µέχρι την στάθµη της θάλασσας και ονοµάζεται αέριος µάζα (air mass)-am. Η πυκνότητα της ηλιακής ακτινοβολίας στο διάστηµα κυµαίνεται σε µικρά όρια με µέση τιµή G sc =1353W/m 2, ονοµάζεται ηλιακή σταθερά και σηµειώνεται ως ΑΜ0. Το µήκος της αέριας µάζας, αν αγνοηθεί η καµπυλότητα της γης, ισούται µε το πάχος του στρώµατος της ατµόσφαιρας δια του συνηµίτονου της ζενιθιακής γωνίας θz, δηλαδή της γωνίας που σχηµατίζει η ευθεία γη-ήλιος µε την κατακόρυφο (ζενίθ) στο συγκεκριµένο σηµείο. Ηλιακή ακτινοβολία που σηµειώνεται ΑΜ1,5 µε πυκνότητα περίπου 1000W/m 2, η οποία αντιστοιχεί σε µία µέγιστη ακτινοβολία που δέχεται µία κάθετη προς αυτή επιφάνεια υπό τις πιο ευνοϊκές συνθήκες (µεσηµέρι καλοκαιριού, καθαρή και ξερή ατµόσφαιρα), ονοµάζεται ακτινοβολία ενός ήλιου. Η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας εκτός της ατµόσφαιρας, η οποία εξαρτάται από την κίνηση της γης περί τον ήλιο, µπορεί να υπολογίζεται µε ακρίβεια, µε βάση γεωµετρικές σχέσεις. Αντίθετα η µείωση που υφίσταται η ένταση της ηλιακής 19

20 ακτινοβολίας κατά την διαδροµή της στην ατµόσφαιρα, εξαρτάται από την κατάστασή της και αποτελεί στατιστικό µέγεθος Μεταβολές της ηλιακής ακτινοβολίας λόγω της κίνησης της γης Όπως είναι γνωστό η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας µεταβάλλεται κατά την διάρκεια του 24-ώρου, λόγω περιστροφής της γης περί τον άξονά της, και κατά την διάρκεια του έτους, λόγω της περιστροφής της γης γύρω από τον ήλιο σε ελλειπτική τροχιά, το επίπεδο της οποίας ονοµάζεται εκλειπτική. Η µεταβολή της απόστασης της γης από τον ήλιο έχει ως αποτέλεσµα την µεταβολή της ακτινοβολίας εκτός ατµόσφαιρας. Αν είναι G on η ένταση της ακτινοβολίας εκτός ατµόσφαιρας σε επίπεδο κάθετο προς τις ακτίνες του ήλιου και G sc η µέση τιµή της ηλιακής σταθεράς, θα είναι: Όπου n=1 έως 365 η ημέρα του έτους Η σχετική θέση του ήλιου και της γης περιγράφεται απλούστερα µε βάση την ουράνια σφαίρα, στο κέντρο της οποίας θεωρείται ότι βρίσκεται η γη. Το επίπεδο του ισηµερινού της γης τέµνει την ουράνια σφαίρα στον ουράνιο ισηµερινό και ο πολικός άξονας της γης στους ουράνιους πόλους. Η κίνηση της γης γύρω από τον ήλιο φαίνεται ως η κίνηση του ήλιου στην ουράνια σφαίρα στην εκλειπτική, η οποία σχηµατίζει γωνία 23,45 ο µε το επίπεδο του ουράνιου ισηµερινού. Η γωνία δ µεταξύ της ευθείας που ενώνει τα κέντρα του ήλιου και της γης και του επιπέδου του ισηµερινού, ονοµάζεται ηλιακή απόκλιση (declination) και υπολογίζεται από τη σχέση: Όπου n=1 έως 365 η ημέρα του έτους 20

21 Εικόνα 11: Η ουράνια σφαίρα µε την φαινόµενη ετήσια κίνηση του ήλιου Είναι δ=0 0 κατά την εαρινή ισηµερία (21 Μαρτίου) και την φθινοπωρινή ισηµερία (21 Σεπτεµβρίου), οπότε ο ήλιος ανατέλλει ακριβώς στην ανατολή και δύει στη δύση. Επίσης είναι δ=23,45 0 την 21 Ιουνίου (θερινό ηλιοστάσιο) και δ=-23,45 0 την 21 εκεµβρίου (χειµερινό ηλιοστάσιο). Η ηµερήσια κίνηση της γης απεικονίζεται µε την ηµερήσια περιστροφή της ουράνιας σφαίρας περί τον πολικό άξονα και η στιγµιαία θέση του ήλιου περιγράφεται από την ωριαία γωνία ω, η οποία ορίζεται ως η γωνία µεταξύ του µεσηµβρινού που περνάει από τον ήλιο και του µεσηµβρινού που περνάει από την θέση του παρατηρητή, ήτοι της εγκατάστασης. Είναι ω=0 κατά το ηλιακό µεσηµέρι και αυξάνει προς την κατεύθυνση της ανατολής, µε ρυθµό 15 0 /h=0,25 0 /min. Λαµβάνεται ω<0 για τις ώρες προ της μεσημβρίας και ω>0 για µετά τη μεσημβρία. Ο ηλιακός χρόνος είναι ο χρόνος που µετράται µε βάση την φαινόµενη κίνηση του ήλιου στον ουρανό και δεν συµπίπτει µε τον τοπικό χρόνο του ωρολογίου. Οι δύο χρόνοι συνδέονται µε την σχέση: Ηλιακός χρόνος=χρόνος ωρολογίου ± 4(Lst-Lloc)+Ε) Όπου: Lst, το γεωγραφικό µήκος του µεσηµβρινού στον οποίο βασίζεται ο τοπικός χρόνος (Lst =30 ο για την Ελλάδα) Lloc, το γεωγραφικό µήκος της θέσης του παρατηρητή, και Ε=9,87sin 2B-7,33cosB-1,5sinB όπου: Β=360(n-81)/284 µε n=1 έως

22 Για ένα παρατηρητή στην επιφάνεια της γης πρέπει να οριστεί ένα σύστηµα συντεταγµένων µε βάση την κατακόρυφο, η οποία τέµνει την ουράνια σφαίρα στο ζενίθ και στο ναδίρ, και τον ορίζοντα που είναι το επίπεδο το κάθετο στον άξονα αυτόν. Η γωνία θz µεταξύ του ζενίθ και της ευθείας όρασης του ήλιου ονοµάζεται γωνία ζενίθ ή ζενιθιακή γωνία, η δε συµπληρωµατική της α=90 0 θz, ονοµάζεται ύψος του ήλιου. Η άλλη πολική συντεταγµένη για τον προσδιορισµό της θέσης του ήλιου είναι η αζιµούθια γωνία ψ, µεταξύ της προβολής της ευθείας όρασης του ήλιου στο επίπεδο του ορίζοντα και του νότου. Είναι ψ=0 0 στο νότο, ψ=90 0 στη δύση, ψ= στην ανατολή και ψ=180 0 στο βορρά. Σηµειώνεται ότι κατά την διάρκεια ενός 24-ώρου, η απόκλιση δ του ήλιου µπορεί να θεωρηθεί σταθερή και λαµβάνεται ίση µε την τιµή που έχει κατά το µεσηµέρι. Εικόνα 12: (α) Το σύστηµα συντεταγµένων για τον προσδιορισµό της ηµερήσιας κίνησης του ήλιου (β) Ορισµός των γωνιών ύψους του ήλιου α, αζιµούθιας ψ και ζενιθιακής θz 22

23 Για οριζόντιες επιφάνειες, που παρουσιάζουν ιδιαίτερο ενδιαφέρον δεδοµένου ότι οι στατιστικές µετρήσεις αναφέρονται συνήθως στο οριζόντιο επίπεδο, ισχύουν µεταξύ των παραπάνω γωνιών οι ακόλουθες σχέσεις: όπου φ είναι το γεωγραφικό πλάτος της θέσης και θ z +α=90 ο Η ωριαία γωνία ω s κατά την οποία δύει ο ήλιος προκύπτει: Συνεπώς ο ήλιος θα ανατέλλει σε γωνία - ωs και δύει σε + ωs Επίσης, αν είναι Ν (σε ώρες) η διάρκεια της ημέρας, δηλαδή ο χρόνος από την ανατολή μέχρι την δύση του ηλίου θα είναι: Η ηλιακή ακτινοβολία στο συλλέκτη (α) Η επίδραση της κλίσης του συλλέκτη Η απορροφούµενη ηλιακή ενέργεια είναι µέγιστη όταν οι ακτίνες του ήλιου προσπίπτουν κάθετα στο επίπεδο του συλλέκτη. Συνεπώς για να επιτευχθεί η λήψη της µέγιστης ποσότητας της ηλιακής ενέργειας ο συλλέκτης πρέπει να στρέφεται συνεχώς ώστε να παρακολουθεί την πορεία του ήλιου, πράγµα όµως που κατά κανόνα αυξάνει σημαντικά το κόστος της εγκατάστασης και εφαρµόζεται σε ειδικές µόνο περιπτώσεις. Στην πράξη, κατά γενικό κανόνα, η θέση των ηλιακών συσκευών, δηλαδή του προσανατολισµού και της κλίσης τους ως προς το οριζόντιο επίπεδο, παραµένει αµετάβλητη ή το πολύ προβλέπεται η χειροκίνητη µεταβολή της κλίσης τους µια ή δύο φορές το έτος. Στην γενικότερη περίπτωση η θέση της ηλιακής συσκευής προσδιορίζεται από την γωνία β πού σχηµατίζει µε το οριζόντιο επίπεδο, (κλίση), και την γωνία γ που σχηµατίζεται από την προβολή της καθέτου στην επιφάνειά του και την κατεύθυνση προς νότο (αζιµούθια γωνία). Για µια τέτοια τυχούσα θέση του συλλέκτη, αν είναι: (α): θ η γωνία πρόσπτωσης της ακτινικής (ή άµεσης) ακτινοβολίας του ήλιου, δηλαδή η γωνία των ηλιακών ακτινών µε την κάθετο στην επιφάνεια του συλλέκτη, (β): φ το γεωγραφικό πλάτος της θέσης (-90 0 <φ<90 0 ) και 23

24 (γ): ω η ωριαία γωνία του ήλιου, αποδεικνύεται ότι ισχύει η σχέση (για το βόρειο ηµισφαίριο): cosθ=sinδ sinφ cosβ-sinδ cosφ sinβ cosγ+cosδ cosφ cosβ cosω+ cosδ sinφ sinβ cosγ cosω+cosδ sinβ sinγ sinω (Για το νότιο ηµισφαίριο θα πρέπει να αντιστραφεί το πρόσηµο στον 2ο και 4ο από τους πέντε προσθετέους της). Εικόνα 13: Τυχούσα θέση συλλέκτη (κλίση β, αζιµούθια γωνία γ) και γωνία πρόσπτωσης του ήλιου θ. Για κάθετη επιφάνεια αρκεί να τεθεί β=90 0. Για οριζόντιες επιφάνειες, αρκεί να τεθεί β=0 0, οπότε η γωνία πρόσπτωσης ταυτίζεται µε το ζενίθ, ήτοι θ=θ z, και προκύπτει η σχέση που προαναφέρθηκε. Επίσης για ω=0 προκύπτει η γωνία πρόσπτωσης κατά το µεσηµέρι. Για κεκλιµένες επιφάνειες που βρίσκονται στο βόρειο ηµισφαίριο και είναι στραµµένες στο νότο, οπότε γ=0 0, προκύπτει: cosθ=sinδ sin(φ-β)+cosδ cos(φ-β) cosω (Για το νότιο ηµισφαίριο αρκεί να τεθεί η αρνητική τιµή της γωνίας φ) εδοµένου ότι οι µετρήσεις της εντάσεως της ακτινοβολίας γίνονται συνήθως στο οριζόντιο επίπεδο, ενδιαφέρει η συσχέτιση µεταξύ της µετρούµενης εντάσεως ακτινοβολίας στο οριζόντιο επίπεδο και εκείνης που προσπίπτει στην ηλιακή συσκευή. Αν G bn είναι η ένταση της άµεσης (ακτινικής) ακτινοβολίας, µετρούµενη σε κάθετο προς τις ακτίνες επίπεδο, τότε η ένταση στο οριζόντιο επίπεδο θα είναι G b (0)=G bn cosθ z. Αντίστοιχα σε επίπεδο µε κλίση β και γωνία πρόσπτωσης των ακτινών του ήλιου θ, θα είναι G b (β)=g bn cosθ. Αν η τιµή της G b είναι γνωστή από µετρήσεις, η άµεση ακτινοβολία σε συλλέκτη µε γωνία πρόσπτωσης θ, θα είναι: Συχνά οι ηλιακές συσκευές εγκαθίστανται ώστε να στρέφονται προς το νότο, εκτός βέβαια αν ο προσανατολισµός τους επιβάλλεται από τον τρόπο εγκατάστασης (π.χ. όταν αποτελούν δοµικά στοιχεία). Για εγκαταστάσεις στο βόρειο ηµισφαίριο η 24

25 µέγιστη απολαβή επιτυγχάνεται όταν η ηλιακή συσκευή προσανατολίζεται στον νότο και η κλίση της συσκευής είναι ίση µε την γεωγραφική παράλληλο του τόπου, ενώ εάν η κλίση µπορεί να µεταβάλλεται χειροκίνητα (σε χρονικά διαστήµατα µηνών, π.χ. ανά εποχή του έτους) ενδείκνυται η κλίση να µειώνεται κατά 10 0 έως 15 0 κατά την διάρκεια του καλοκαιριού και να αυξάνεται κατά το ίδιο ποσό κατά την διάρκεια του χειµώνα. Τα παραπάνω αποτελούν προσεγγίσεις που εφαρµόζονται σε µικρές εγκαταστάσεις, ενώ για µεγάλες πρέπει να γίνεται αναλυτική µελέτη. (β) Η επίδραση της ατµόσφαιρας Όπως αναφέρθηκε, εκτός των µεταβολών που οφείλονται στην κίνηση της γης περί τον ήλιο, οι οποίες µπορούν να υπολογίζονται µε γεωµετρικές σχέσεις, η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια της γης υφίσταται έντονες διακυµάνσεις λόγω της παρεµβολής της ατµόσφαιρας. Οι µειώσεις αυτές µπορεί να διακρίνονται ανάλογα µε το εάν πρόκειται για αίθρια ατµόσφαιρα, δηλαδή δεν υπάρχουν νέφη, ή µη αίθρια (νεφελώδη) ατµόσφαιρα, χωρίς όµως να µπορεί να γίνεται σαφής διάκριση. Οπωσδήποτε όµως λόγω των σηµαντικών επιπτώσεων της καθαρότητας της ατµόσφαιρας στην ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας, οι υπολογισµοί της ενεργειακής απόδοσης των ηλιακών συσκευών γίνονται λαµβάνοντας υπόψη τα δεδοµένα στατιστικών µετρήσεων. Τα στατιστικά στοιχεία µετρήσεων που διατίθενται στην πράξη δίδουν συνήθως την συνολική πυκνότητα ακτινοβολίας Ε t (Wh/m 2 ) σε οριζόντιο επίπεδο, για µια τυπική µέρα κάθε µήνα (ή την συνολική µηνιαία) στην θέση στην οποία έγιναν οι µετρήσεις. Συνεπώς αν G t (ω) (W/m 2 ), η πυκνότητα της ακτινοβολίας θα είναι: (σε Wh/m 2 ημ.) Ενδιαφέρον επίσης παρουσιάζει η σχετικά απότοµη µεταβολή της εντάσεως της ηλιακής ακτινοβολίας από την µετακίνηση των νεφών, η οποία συνεπάγεται αντίστοιχη µεταβολή της παραγόµενης ισχύος, γεγονός το οποίο µπορεί υπό ορισµένες προϋποθέσεις να έχει επιπτώσεις στην καλή λειτουργία της ηλιακής συσκευής (εικ. 14). 25

26 Εικόνα 14: Επίπτωση της παρουσίας (µετακινούµενων) νεφών στην ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας Ανάλυση και υπολογισµοί της ακτινοβολίας (α) Σε οριζόντιο επίπεδο Όπως αναφέρθηκε ήδη, η ολική πυκνότητα ακτινοβολίας G t είναι το άθροισµα της ακτινικής G b, η οποία προσπίπτει απ ευθείας στην ηλιαή συσκευή και της λόγω διαχύσεως G d. Εφόσον πρόκειται για κεκλιµένη συσκευή στις δύο προηγούµενες προστίθεται και η εξ ανακλάσεως G r, η οποία προέρχεται από την ανάκλαση της ολικής ακτινοβολίας στον περιβάλλοντα της συσκευής χώρο. Γενικά, µε δεδοµένες τις συντεταγµένες της θέσης εγκατάστασης και την ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας στο διάστηµα, µπορεί να υπολογίζεται η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας εκτός ατµόσφαιρας για µια ορισµένη µέρα του έτους, µε βάση τις αντίστοιχες γεωµετρικές σχέσεις, ακολούθως δε, αν αφαιρεθούν οι µειώσεις εντός της ατµόσφαιρας µπορεί να υπολογιστεί η ένταση της ακτινοβολίας στην επιφάνεια της ηλιακής συσκευής. Αναλυτικότερα ο προσδιορισµός της ηλιακής ενέργειας που προσπίπτει σε οριζόντιο επίπεδο και η ανάλυση αυτής µπορεί να γίνεται µε τα ακόλουθα βήµατα: Α) Η ένταση της ακτινοβολίας σε οριζόντια επιφάνεια εκτός ατµόσφαιρας, G o (0), για την ηµέρα του έτους n και σε θέση µε γεωγραφικό πλάτος φ, συνδέεται µε την κάθετη στο σηµείο αυτό ακτινοβολία G on, µε την σχέση: G o (0)=G on cosθ z : 26

27 ηλαδή, για µια ορισµένη ηµέρα ή/και θέση, το οποίο προσδιορίζεται από το γεωγραφικό πλάτος φ και την ηλιακή απόκλιση δ, η ένταση της ακτινοβολίας θα είναι ηµιτονοειδής συνάρτηση της γωνίας ω. H ολοκλήρωση της παραπάνω σχέσης για την περίοδο µιας µέρας, δηλαδή από την ανατολή ω s µέχρι την δύση +ω s, δίδει την συνολική ενέργεια (ακτινοβολία), που δέχεται η εκτός της ατµόσφαιρας οριζόντια επιφάνεια 1,0 m 2 (σε kwh/m 2 ). Η µέση µηνιαία ακτινοβολία µπορεί να υπολογίζεται µε καλή προσέγγιση, ως πολλαπλάσιο του αριθµού των ηµερών του µηνός επί την ηµερήσια της µέσης περίπου ηµέρας του µήνα (π.χ. την 15η του µηνός). Οι τιµές της ακτινοβολίας που περιλαµβάνονται στους πίνακες των Αστεροσκοπείων δίδουν κατά κανόνα µέσες ηµερήσιες τιµές της ολικής ακτινοβολίας για κάθε µήνα, αλλά βέβαια στην επιφάνεια της γης, σε Wh/m 2. Συµβολίζονται µε Ε t (0), όταν πρόκειται για οριζόντιο επίπεδο και Ε t (β), για επίπεδο µε κλίση β. Β) Ο τρόπος υπολογισµού της µείωσης την οποία υφίσταται η ακτινοβολία κατά την διαδροµή της εντός της ατµόσφαιρας καθώς και ο τρόπος ανάλυσής της στις επί µέρους συνιστώσες της (άµεση και έµµεση), ιδίως όταν δεν πρόκειται για αίθρια ατµόσφαιρα, αποτέλεσαν αντικείµενο πλήθους ερευνών, οι οποίες βασίζονται σε στατιστικές αναλύσεις. Η απλούστερη µέθοδος, η οποία δίδει ικανοποιητική ακρίβεια, βασίζεται στην χρήση του συντελεστή αιθριότητας της ατµόσφαιρας Κ Τ, ο οποίος ορίζεται από την σχέση: Κ Τ =Ε t (0)/Ε 0 (0) όπου Ε t (0), η µετρούµενη ολική ένταση της ακτινοβολίας σε οριζόντιο επίπεδο και E 0 (0) η αντίστοιχη εκτός ατµόσφαιρας στην ίδια θέση. Οι τιµές τους αναφέρονται συνήθως σε ηµερήσιες µέσες τιµές, που προκύπτουν από µετρήσεις διαρκείας ενός µηνός. Ο Κ Τ αποτελεί χαρακτηριστικό του τόπου εγκατάστασης, και συχνά δίδεται σε πίνακες ως µέση µηνιαία τιµή. Έχει αποδειχθεί στατιστικά ότι ανεξάρτητα από το γεωγραφικό πλάτος, το ποσοστό του χρόνου κατά τον οποίο η συνολική ηµερήσια ακτινοβολία είναι µικρότερη ή ίση από ορισµένη τιµή εξαρτάται άµεσα από την τιµή του Κ Τ. Είναι επίσης διαπιστωµένο ότι όσο περισσότερο αίθρια είναι η ατµόσφαιρα τόσο µεγαλύτερη είναι η ένταση της ακτινοβολίας και µικρότερο το ποσοστό της διάχυτης επί της ολικής. Από τις πολλές σχέσεις συσχέτισης διάχυτης και ολικής ακτινοβολίας που έχουν διατυπωθεί, η απλούστερη αλλά και ευρύτερα χρησιµοποιούµενη είναι η ακόλουθη, η οποία εκφράζει τον λόγο της διάχυτης προς την ολική, ως συνάρτηση µόνον του συντελεστή καθαρότητας Κ Τ : [Markvart and Castaner, 2003] 27

28 Οι τιµές των Ε d (0) και Ε t (0) βασίζονται σε µέσες µηνιαίες τιµές µετρήσεων. Έχουν όµως αναπτυχθεί και διάφοροι εµπειρικοί, πολύπλοκοι γενικά, τύποι µε τους οποίους µπορεί να προκύπτουν παρόµοιες σχέσεις µε βάση µέσες ηµερήσιες τιµές µετρήσεων. Συνεπώς, για µια ορισµένη θέση και την µέση ηµέρα ενός µηνός µπορεί να υπολογιστεί η ακτινοβολία Ε 0 (0) (εκτός ατµόσφαιρας και σε οριζόντιο επίπεδο), οπότε αν και από τα δεδοµένα των µετρήσεων είναι γνωστή η ολική ακτινοβολίας Εt(0), (σε οριζόντιο επίπεδο στην επιφάνεια της γης), υπολογίζεται η τιµή του Κ Τ και στην συνέχεια η τιµή της Ε d (0). (β) Εκτίµηση της εντάσεως της ακτινοβολίας µε βάση την ηµερήσια ενέργεια Σε πολλές περιπτώσεις η ανάλυση της επίδρασης της ηλιακής ακτινοβολίας είναι περισσότερο κατανοητή όταν γίνεται σε κλίµακα χρόνου, δηλαδή µε βάση την ένταση ή πυκνότητα ακτινοβολίας (irradiance) G(W/m 2 ), αντί της συνήθως διατιθέµενης από µετρήσεις µέσης τιµής της πυκνότητας ενέργειας (irradiation) Ε(Wh/m 2 ). Επειδή δε η ωριαία πυκνότητα της ενέργειας, όταν εκφράζεται σε Wh/m 2, συµπίπτει αριθµητικά µε την µέση ένταση της ακτινοβολίας κατά την διάρκεια µιας ώρας, όταν εκφράζεται σε W/m 2, µπορεί να γίνεται σύγχυση. Οπωσδήποτε παρουσιάζει ενδιαφέρον για δεδοµένες ηµερήσιες τιµές µετρήσεων της Ε(Wh/m 2 ) να µπορεί να υπολογίζεται η αντίστοιχη G(W/m 2 ). Μια αναλυτική σχέση µεταξύ των µεγεθών αυτών επιτυγχάνεται εύκολα για µια ορισµένη θέση εκτός της ατµόσφαιρας,: Είναι προφανές ότι εκτός της ατµόσφαιρας υπάρχει µόνον απ ευθείας ακτινοβολία την οποία και εκφράζουν οι τιµές των G 0 (0) και Ε 0 (0). Στην επιφάνεια της γης οι τιµές των αντίστοιχων µεγεθών επηρεάζονται από την κατάσταση της ατµόσφαιρας και συνεπώς η εκτίµησή τους µπορεί να γίνει µόνο µε βάση στατιστικές µετρήσεις και συσχετισµούς. Το θέµα έχει ερευνηθεί εκτεταµένα στο παρελθόν και έχουν αναπτυχθεί διάφοροι µέθοδοι, συχνά πολύπλοκοι. Μια από τις πλέον απλές βασίζεται στη στατιστική διαπίστωση, που προέκυψε µετά από µεγάλο αριθµό µετρήσεων, ότι αν θεωρηθούν µέσες τιµές ακτινοβολίας στο επίπεδο της γης υπάρχει αντιστοιχία µεταξύ του λόγου της εντάσεως της διάχυτης ακτινοβολίας στο οριζόντιο επίπεδο G d (0), προς την αντίστοιχη ηµερήσια ενέργεια διαχύσεως E d (0), µε τον λόγο G 0 (0)/E 0 (0), δηλαδή: Από στατιστικές αναλύσεις έχει προκύψει ότι µε σχετική ακρίβεια ισχύει η ακόλουθη εµπειρική σχέση µεταξύ του λόγου της µέσης ωριαίας τιµής της ολικής έντασης της 28

29 ακτινοβολίας G t (0) σε οριζόντιο επίπεδο, προς την ηµερήσια ενέργεια διαχύσεως Ε d (0). ηλαδή µπορεί να υπολογιστεί κατά προσέγγιση η ωριαία ολική ένταση της ακτινοβολίας σε οριζόντιο επίπεδο στην επιφάνεια της γης G t (0). Η ένταση της ολικής ακτινοβολίας σε ένα κεκλιµένο επίπεδο µε κλίση β, G t (β) και τυχόντα προσανατολισµό, µπορεί να υπολογίζεται ως άθροισµα της άµεσης, G b (β), της διάχυτης, G d (β) και της λόγω ανακλάσεως στον περιβάλλοντα χώρο, G r (β), από την σχέση: G t (β)=g b (β)+g d (0)(1+cosβ)/2+ρG t (0)(1-cosβ)/2 Όπου: - Η G b (β) υπολογίζεται µε βάση την G b (0) και η G d (0) ενώ είναι και G t (0)=G b (0)+G d (0) - Ο συντελεστής ανάκλασης ρ, µπορεί να λαµβάνεται ίσος µε: 0,2 για γυµνό ξερό έδαφος, 0,3 όταν υπάρχει βλάστηση, 0,5-0,8 για χιόνι κλπ. Η ηµερήσια ενέργεια της ακτινοβολίας που προσπίπτει σε κεκλιµένο επίπεδο µε κλίση β, υπολογίζεται για δεδοµένη ένταση ακτινοβολίας, η οποία γενικά είναι συνάρτηση της γωνίας του ήλιου ω. Για κεκλιµένο επίπεδο η έκφραση της έντασης της ακτινοβολίας είναι πολύπλοκη και η ολοκλήρωση της µπορεί να γίνει µόνο µε την βοήθεια του Η/Υ. Με βάση τις παραπάνω σχέσεις και την βοήθεια του Η/Υ µπορούν να γίνονται εύκολα οι υπολογισµοί για διάφορες συνθήκες και να χαράσσονται αντίστοιχες καµπύλες. Εικόνα 15: Μεταβολή της µέσης ηµερήσιας ολικής ακτινοβολίας κατά τους µήνες του έτους, για κεκλιµένο επίπεδο στραµµένο στο νότο (γ=0) και διάφορες τιµές της κλίσης β, σε θέση µε γεωγραφικό πλάτος φ= Μετρήσεις της ηλιακής ακτινοβολίας - Στατιστικά στοιχεία Όπως αναφέρθηκε και προηγουµένως, οι υπολογισµοί για την επιλογή των διαστάσεων των ηλιακών συσκευών βασίζονται σε στατιστικά στοιχεία µετρήσεων 29

30 της ηλιακής ακτινοβολίας σε µια ορισµένη περιοχή, µε κύριο χαρακτηριστικό το γεωγραφικό πλάτος της. Οι µετρήσεις γίνονται µε τα πυρανόµετρα, τα οποία µετρούν την συνολική ηλιακή ακτινοβολία, συνήθως στο οριζόντιο επίπεδο ή και σε επιφάνεια ορισµένης κλίσης. Το πυρανόµετρο µετρά αθροιστικά την ενέργεια για όλα τα µήκη κύµατος της ηλιακής ακτινοβολίας. Με ειδικά όργανα είναι δυνατή η µέτρηση των επί µέρους συνιστωσών της ακτινοβολίας, δηλαδή χωριστά της απ ευθείας (ακτινικής), της διάχυτης και της εξ ανακλάσεως ηλιακής ακτινοβολίας. Τα πυρανόµετρα µετρούν συνήθως µέσες ωριαίες τιµές, από τις οποίες προκύπτουν µέσες ηµερήσιες και µηνιαίες. Στους πίνακες που χρησιµοποιούνται στην πράξη και προέρχονται από µετρήσεις πολλών ετών, δίδεται η συνολική ακτινοβολία κατά την διάρκεια ενός µηνός (σε kwh/m 2 ), συνήθως εκφραζόµενη ως µέση ηµερήσια για τον συγκεκριµένο µήνα. Οι τιµές αυτές δίδονται συνήθως για το οριζόντιο επίπεδο αλλά ενίοτε και για κεκλιµένο σε γωνία ίση µε το γεωγραφικό πλάτος και προσανατολισµό προς τον νότο (ή και µε ορισµένες αποκλίσεις), ώστε να διευκολύνονται οι επιλογές που οδηγούν στην µέγιστη ενεργειακή απόληψη. Με βάση την ανάλυση της προηγούµενης παραγράφου, είναι εύκολη η µετατροπή των δεδοµένων αυτών σε άλλες συνθήκες. Άλλα χρήσιµα στατιστικά στοιχεία είναι η συχνότητα της µέσης πραγµατικής ηλιοφάνειας, δηλαδή ο µέσος όρος των ωρών ανά ηµέρα που ο ήλιος δεν καλύπτεται από σύννεφα, όπως επίσης και αριθµός των ηλιοφεγγών ηµερών, στην διάρκεια των οποίων ο ήλιος δεν καλύπτεται καθόλου από σύννεφα και των ανήλιων ηµερών, η τέλος απ ευθείας ο συντελεστής καθαρότητας της συγκεκριµένης θέσης). Πλήρη στατιστικά στοιχεία για την ηλιακή ακτινοβολία εκδίδονται από τα Αστεροσκοπεία ή άλλους αρµόδιους φορείς. Επαρκή για την πράξη στοιχεία παρέχονται επίσης στο διαδίκτυο. 1.3 Ενίσχυση της ηλιακής ακτινοβολίας Είναι δυνατόν να αυξηθεί η ακτινοβολία που προσπίπτει σε μια ηλιακή συσκευή, με την χρήση επίπεδων ανακλαστήρων. Γενικά το έδαφος μπορεί να θεωρηθεί ως ένας διάχυτος ανακλαστήρας απείρων διαστάσεων. Στην περίπτωση που η ανακλαστικότητα του εδάφους είναι της τάξης του 0,2 και σε χαμηλές κλίσεις της ηλιακής συσκευής, η συμβολή της ανακλώμενης από το έδαφος ακτινοβολίας είναι μικρή. Όμως, με ανακλαστικότητα του εδάφους 0,6 ή 0,7, η οποία είναι τυπική για το χιόνι και με υψηλές κλίσεις, η συμβολή της ανακλώμενης ακτινοβολίας από επιφάνειες μπορεί να είναι σημαντική. Επομένως είναι χρήσιμη η ανάλυση μιας πιο γενικευμένης περίπτωσης επίπεδων διάχυτων ανακλαστήρων, οι οποίοι έχουν πεπερασμένες διαστάσεις. Έστω ότι υπάρχει ένα σύστημα με τη γεωμετρία που παρουσιάζεται στην παρακάτω εικόνα. Έστω δύο τεμνόμενα επίπεδα, η συλλεκτική επιφάνεια c (π.χ. ένας ηλιακός συλλέκτης ή ένα φωτοβολταϊκό πλαίσιο) και ένας διάχυτος ανακλαστήρας r. Η γωνία μεταξύ των επιπέδων είναι ψ. Η γωνία ψ είναι 180 ο β, όπου β η κλίση της 30

31 συλλεκτικής επιφάνειας, αν ο ανακλαστήρας είναι οριζόντιος, αλλά η ανάλυση δεν περιορίζεται σε οριζόντιο ανακλαστήρα. Το μήκος της διάταξης είναι m. Οι υπόλοιπες διαστάσεις της συλλεκτικής επιφάνειας και του ανακλαστήρα είναι n και p, όπως φαίνονται στην εικόνα. Εικόνα 16: Γεωμετρική σχέση μιας συλλεκτικής επιφάνειας c και μιας ανακλαστικής επιφάνειας r Αν ο ανακλαστήρας είναι οριζόντιος τότε ισχύει: Ι Τ =I b R b +I d F c-s +I r ρ r F c-r +Iρ g F c-g [Duffie Beckman, 1991] Όπου: Ι Τ η συνολική προσπίπτουσα ακτινοβολία στην συλλεκτική επιφάνεια Ι b η ακτινική ακτινοβολία R b ο λόγος της προσπίπτουσας ακτινικής ακτινοβολίας σε κεκλιμένη επιφάνεια ως προς το οριζόντιο επίπεδο Ι d η διάχυτη ακτινοβολία I r η ακτινοβολία που προσπίπτει στην ανακλαστική επιφάνεια ρ r ο συντελεστής ανάκλασης της επιφάνειας ρ g ο συντελεστής ανάκλασης του εδάφους Επίσης, F c-s είναι ο view factor από την επιφάνεια προς τον ουρανό και ισούται με (1+cosβ)/2, F r-c είναι ο view factor από τον ανακλαστήρα προς τον συλλέκτη και βρίσκεται από την εικόνα 17, F c-r είναι ο view factor από τον συλλέκτη προς τον ανακλαστήρα και υπολογίζεται από την αναδρομική σχέση A c F c-r = A r F r-c και F c-g είναι ο view factor από το συλλέκτη προς το έδαφος και υπολογίζεται από τον κανόνα F c-r + F r-c + F c-g = 1. Ο view factor F r-c, παρουσιάζεται στην εικόνα 17 ως συνάρτηση των λόγων n/m και p/m για ψ ίσο με 90 ο, 120 ο και 150 ο. 31

32 Εικόνα 17: Ο view factor F r-c, ως συνάρτηση των σχετικών διαστάσεων της συλλεκτικής και της ανακλαστικής επιφάνειας. [Duffie Beckman, 1991] Αν οι επιφάνειες c και r έχουν πολύ μεγάλο μήκος (π.χ. το μήκος m είναι μεγάλο σε σχέση με τα n και p, όπως μπορεί να ισχύει στην περίπτωση μεγάλων σειρών με φωτοβολταϊκά πλαίσια σε μεγάλης κλίμακας εφαρμογές), η crossed-string μέθοδος του Hottel δίνει τον view factor ως: F r-c = (n+p-s)/2p Όπου s είναι η απόσταση από την πάνω άκρη της συλλεκτικής επιφάνειας έως την εξωτερική άκρη της ανακλαστικής επιφάνειας, μετρούμενη σε ένα επίπεδο κάθετο στα επίπεδα c και r όπως φαίνεται στην παρακάτω εικόνα. 32

33 Εικόνα 18: Τομή της συλλεκτικής και ανακλαστικής επιφάνειας Αυτό μπορεί να υπολογιστεί ως: s = (n 2 + p 2 2npcosψ) 1/2 Η προσπίπτουσα ακτινοβολία στον ανακλαστήρα μπορεί να υπολογιστεί ως εξής. Το ακτινικό κομμάτι της ακτινοβολίας υπολογίζεται με την χρήση του R br για τον προσανατολισμό της ανακλαστικής επιφάνειας. Το διάχυτο κομμάτι εκτιμάται από τον view factor F r-s. Για κάθε προσανατολισμό της επιφάνειας r ισχύει: F r-s + F r-c + F r-g = 1 Όπου οι view factors είναι από την επιφάνεια r προς τον ουρανό, την επιφάνεια c και το έδαφος. Ο view factor F r-s υπολογίζεται όπως προαναφέρθηκε και ο F r-g θα είναι μηδέν για οριζόντια ανακλαστική επιφάνεια και μικρός για συσκευές που έχουν μεγάλο μήκος. Με αυτό τον τρόπο γίνεται μια πρώτη προσέγγιση, F r-s = 1 F r-c για πολλές πρακτικές περιπτώσεις (όπου δεν υπάρχουν άλλα εμπόδια). Απομένει ο υπολογισμός της γωνίας πρόσπτωσης της ακτινοβολίας που ανακλάται από την επιφάνεια r στην επιφάνεια c. Ως προσέγγιση, μια μέση γωνία πρόσπτωσης μπορεί να ληφθεί ως αυτή της ακτινοβολίας από το κεντρικό σημείο της επιφάνειας r προς το κεντρικό σημείο της επιφάνειας c, όπως φαίνεται στην εικόνα 18. Η μέση γωνία πρόσπτωσης θr, δίνεται από τον τύπο sinθ r = (p sinψ)/s Η ολική ακτινοβολία που ανακλάται από την επιφάνεια r με εμβαδό A r σε μια επιφάνεια c με εμβαδό A c, αν η r έχει μια διάχυτη ανακλαστικότητα ρ r είναι: A c I r = [I b R br + (1-F r-c )I d ]ρ r A r F r-c Η συμβολή των διάχυτων ανακλαστήρων μπορεί να είναι σημαντική, παρόλο που δεν θα έχουν ως αποτέλεσμα μεγάλη αύξηση της προσπίπτουσας ακτινοβολίας. Έχει σημειωθεί ότι ένας κατοπτρικός ανακλαστήρας μπορεί να έχει μεγαλύτερο αποτέλεσμα στην αύξηση της ακτινοβολίας σε μια ηλιακή συσκευή, από ένα διάχυτο ανακλαστήρα. Το πρακτικό πρόβλημα είναι η διατήρηση της υψηλής κατοπτρικής ανακλαστικότητας, ειδικά σε επιφάνειες που κοιτάζουν προς τα πάνω. Τέτοιες επιφάνειες είναι δύσκολο να προστατευτούν από τα στοιχεία της φύσης και συσσωρεύουν χιόνι σε κρύα περιβάλλοντα. [Duffie Beckman, 1991] 33

34 Κεφάλαιο 2 Συστήματα αξιοποίησης ηλιακής ενέργειας 2.1 Είδη θερμικών ηλιακών συλλεκτών Επίπεδοι ηλιακοί συλλέκτες Οι επίπεδοι θερμικοί ηλιακοί συλλέκτες αποτελούνται από ένα ή δύο διαφανή καλύμματα που επιτρέπουν την είσοδο της ηλιακής ακτινοβολίας στο σύστημα περιορίζοντας την έξοδο της θερμικής ακτινοβολίας. Στους θερμικούς συλλέκτες μια επίπεδη μαύρη επιφάνεια απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία, η οποία προσπίπτει σε αυτή και θερμαίνεται. Στο πίσω μέρος της μαύρης επιφάνειας κυκλοφορεί ρευστό, συνήθως νερό, μέσα σε κατάλληλους σωλήνες και θερμαίνεται. Πίσω από τους σωλήνες καθώς και στις πλευρικές επιφάνειες του συλλέκτη τοποθετείται μόνωση ώστε να μειωθούν οι θερμικές απώλειες. Εικόνα 19: Τομή επίπεδου ηλιακού συλλέκτη. Ανάλογα με τον τρόπο τοποθέτησης των σωλήνων του απορροφητή και τη ροή του ρευστού μέσα σ αυτούς, διακρίνονται διάφοροι τύποι επίπεδων ηλιακών συλλεκτών. 34

35 Εικόνα 20: Τύποι επίπεδων ηλιακών συλλεκτών. Ένα ποσοστό της ηλιακής ακτινοβολίας που προσπίπτει στον συλλέκτη δεν απορροφάται από την απορροφητική επιφάνεια αλλά ανακλάται προς το περιβάλλον (οπτικές απώλειες αυτές από ανάκλαση στον απορροφητή και στο γυάλινο κάλυμμα). Επίσης στον συλλέκτη υπάρχουν απώλειες λόγω ακτινοβολίας από τον απορροφητή καθώς και θερμικές απώλειες από την πίσω επιφάνεια και από τα πλευρικά τοιχώματα του. Η βελτιστοποίηση του σχεδιασμού αυτών των συστημάτων γίνεται με γνώμονα τη μέγιστη μείωση των θερμικών απωλειών. Εικόνα 21: Θερμικές απώλειες ενός επίπεδου συλλέκτη. Η απόδοση των θερμικών ηλιακών συλλεκτών εξαρτάται σε σημαντικό βαθμό από το συντελεστή απορρόφησης καθώς επίσης και τον συντελεστή εκπομπής της 35

36 απορροφητικής επιφάνειας, πάνω στην οποία η προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία μετατρέπεται σε θερμότητα. Οι κοινώς χρησιμοποιούμενες μαύρες απορροφητικές επιφάνειες, έχουν μεγάλο συντελεστή απορρόφησης αλλά επίσης έχουν μεγάλο συντελεστή εκπομπής, το οποίο οδηγεί σε μεγάλο ποσοστό θερμικών απωλειών. Το πρόβλημα αυτό αντιμετωπίζεται με τις επιλεκτικές επιφάνειες, οι οποίες είναι επιφάνειες μαύρες, με υψηλό συντελεστή απορρόφησης και χαμηλό συντελεστή εκπομπής, επιτυγχάνοντας έτσι μικρό ποσοστό θερμικών απωλειών. Οι επιλεκτικές επιφάνειες έχουν καθιερωθεί και χρησιμοποιούνται τα τελευταία χρόνια από τη βιομηχανία ηλιακών συλλεκτών. Εικόνα 22: Επιλεκτικός απορροφητής. Παρά το γεγονός ότι η μέγιστη απόδοση είναι γενικά επιθυμητή, σε μια ευρεία εφαρμογή των ηλιακών συλλεκτών σε κτίρια, το αποτέλεσμα από τη χρήση απλού ή επιλεκτικού απορροφητή μαύρου χρώματος θα προκαλέσει μια έντονη μονοτονία στις οροφές και στις προσόψεις των κτιρίων. Το θέμα αυτό επηρεάζει δυσμενώς την διεύρυνση των εφαρμογών των ηλιακών συλλεκτών, καθώς δεν είναι πάντα συμβατή η θέα των μαύρων επιφανειών με την αισθητική των κτιρίων. Μια λύση για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, είναι η χρήση ηλιακών συλλεκτών με χρωματιστή απορροφητική επιφάνεια. Από το Εργαστήριο Ηλιακής Ενέργειας του Τμ. Φυσικής του Πανεπιστημίου Πατρών, έχει πραγματοποιηθεί σημαντική έρευνα στους ηλιακούς συλλέκτες με χρωματιστό απορροφητή, με προοπτική την αισθητική τους ένταξη σε κτίρια παραδοσιακής ή σύγχρονης αρχιτεκτονικής. Στην κατεύθυνση αυτή έχει ενδιαφέρον η έρευνα για έγχρωμες επιλεκτικές απορροφητικές επιφάνειες για μείωση των θερμικών απωλειών ακτινοβολίας, ως αντιστάθμισμα της μειωμένης οπτικής απόδοσης των έγχρωμων απορροφητών. [Y. Tripanagnostopoulos et al, 1996] 36

37 Εικόνα 23: Ηλιακοί συλλέκτες με χρωματιστό απορροφητή. Κατά την εγκατάσταση θερμικών ηλιακών συλλεκτών σε οριζόντιες επιφάνειες δημιουργούνται κενοί χώροι μεταξύ των σειρών των συλλεκτών, οι οποίοι μένουν ανεκμετάλλευτοι. Με τη χρήση ακίνητων επίπεδων ανακλαστήρων, μπορεί να ενισχυθεί η προσπίπτουσα ηλιακή ενέργεια στην επιφάνεια των συλλεκτών, που αυξάνει την ωφέλιμη θερμότητα και την ανύψωση της θερμοκρασίας του νερού. Ηλιακοί συλλέκτες με γαλάζιο χρώμα απορροφητή μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές σε κτίρια των νησιών του Αιγαίου, καθώς εναρμονίζονται με την αισθητική των κτιρίων. Ηλιακοί συλλέκτες με κεραμιδί χρώμα απορροφητή είναι κατάλληλοι για επικλινείς κεραμοσκεπές διαφόρων κτιρίων. Γενικά, ηλιακοί συλλέκτες ποικίλων χρωμάτων μπορούν να εναρμονίζονται με τις αισθητικές απαιτήσεις κτιρίων σύγχρονης αρχιτεκτονικής [Ι. Τρυπαναγνωστόπουλος, 1999] Εικόνα 24: Ενσωμάτωση μπλε ηλιακών συλλεκτών σε κτίριο των Κυκλάδων. [Y. Tripanagnostopoulos and M. Souliotis, 2008] 37

38 Η απόδοση συλλογής ενός συλλέκτη, δηλαδή ο λόγος της ενέργειας που δεσμεύει ο συλλέκτης προς την ηλιακή ενέργεια που προσπίπτει πάνω του, είναι συνάρτηση διάφορων παραμέτρων, όπως ο συντελεστής απορροφήσεως και εκπομπής της μαύρης επιφάνειας, η θερμοκρασία περιβάλλοντος και η ταχύτητα του αέρα, η ενέργεια ανά μονάδα επιφάνειας που προσπίπτει πάνω στο συλλέκτη και η τελική θερμοκρασία στην οποία θερμαίνεται το νερό. Η θερμική απόδοση υπολογίζεται από τον παρακάτω τύπο: nth=(dm/dt*cp*δt)/(a*i) όπου dm/dt ο ρυθμός μεταβολής της ταχύτητας, Cp είναι η ειδική θερμότητα του ρευστού, ΔT=Τ Ο -Τi είναι η μεταβολή της θερμοκρασίας εισόδου εξόδου, Α το εμβαδόν της επιφάνειας των ηλιακών συσκευών και I η ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας. Κάθε θερμικός ηλιακός συλλέκτης χαρακτηρίζεται από μια εξίσωση γνωστή ως χαρακτηριστική εξίσωση ηλιακού συλλέκτη με βάση τις οπτικές και θερμικές απώλειές του. Η γενική μορφή της εξίσωσης δίνεται παρακάτω. nth=fr(τα)-frul(τi-τα)/ι Για κάθε θερμοκρασία της μαύρης επιφάνειας αντιστοιχεί μια θερμοκρασία καταστάσεως ισορροπίας του καλύμματος, επειδή έχουμε μεταφορά θερμότητας από τη μαύρη επιφάνεια προς το κάλυμμα και από το κάλυμμα προς το περιβάλλον. Η θερμοκρασία αυτή του καλύμματος καθορίζει και τις απώλειες του συλλέκτη προς το περιβάλλον, αν υποθέσουμε ότι απ όλες τις άλλες πλευρές ο συλλέκτης είναι θερμικά μονωμένος Ηλιακοί συλλέκτες κενού Εικόνα 25: Συλλέκτες σωλήνων κενού. 38

39 Οι ηλιακοί συλλέκτες κενού είναι το δεύτερο, αλλά και το πιο διαδεδομένο, είδος θερμικών ηλιακών συλλεκτών. Οι συλλέκτες κενού είναι δύο τύπων, οι μονοσωλήνιοι συλλέκτες κενού και διπλοσωλήνιοι, που αποτελούνται από σωλήνες διπλής υάλωσης μεταξύ των οποίων υπάρχει κενό αέρος. Χρησιμοποιείται γυαλί ιδιαίτερης σκληρότητας, με μεγάλες αντοχές, το οποίο είναι επίσης επικολλημένο με ειδικό υλικό, το οποίο προκαλεί την μέγιστη απορρόφηση των ηλιακών ακτινών και ελάχιστες απώλειες ανάκλασης. Ενδιάμεσα των δύο γυάλινων επιφανειών υπάρχει θερμοαποροφητικό υλικό το οποίο με πολύ αποδοτικό τρόπο μετατρέπει την ηλιακή ενέργεια σε θερμότητα. Το κενό αέρος το οποίο επικρατεί μεταξύ των δύο σωλήνων, αποτρέπει τη μετάδοση θερμότητας από τον εσωτερικό σωλήνα προς τον εξωτερικό, μέσω αγωγής ή συναγωγής. Με αυτό τον τρόπο, το σύνολο σχεδόν της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας, μεταφέρεται και μετατρέπεται σε θερμότητα, στο θερμικό μέσο το οποίο ρέει μέσα στον εσωτερικό σωλήνα. Το θερμικό μέσο, το οποίο περιέχεται στον εσωτερικό σωλήνα, είναι ένα ανόργανο μη τοξικό υγρό, το οποίο βρίσκεται σε συνθήκες χαμηλών πιέσεων, βοηθώντας το να εξατμίζεται σε χαμηλές θερμοκρασίες, περίπου στους 25 ο C. Ο θερμός ατμός, ανεβαίνει μέσα στο σωλήνα, μέχρι τη κορυφή του, όπου ανταλλάσει θερμότητα με το νερό χρήσης. Με την ανταλλαγή θερμότητας το αέριο μετατρέπεται σε υγρό, και λόγω της βαρύτητας, κατέρχεται στο κάτω μέρος του σωλήνα και εκτίθεται και πάλι στην ηλιακή ακτινοβολία. Εικόνα 26: Σωλήνας κενού. 39

40 Ένας άλλος τύπος σωλήνων κενού αποτελείται από δύο σωλήνες στο εσωτερικό, μέσω των οποίων ρέει το ρευστό απολαβής της θερμικής ενέργειας. Εικόνα 27: Γυάλινοι σωλήνες του συλλέκτη κενού. Οι συλλέκτες κενού έχουν μια σειρά από πλεονεκτήματα τα οποία είναι: Η κυκλική διατομή των σωλήνων, προσφέρει μεγαλύτερη διάρκεια (μέσα στην ημέρα) πρόσπτωσης της ηλιακής ακτινοβολίας, στην απορροφητική επιφάνεια. Το κυλινδρικό σχήμα τους, προσφέρει τη δυνατότητα να γίνεται εκμετάλλευση ακόμη και της ηλιακής ακτινοβολίας, η οποία ανακλάται από τον περιβάλλοντα χώρο. Η κυκλική διατομή προσφέρει δυνατότητα τοποθέτησης σε ένα ευρύτερο φάσμα γωνίας τοποθέτησης ως προς τον ορίζοντα, η οποία μπορεί να κυμανθεί μεταξύ 20 ο C και 80 ο C (μπορούν να τοποθετηθούν ακόμη και σε προσόψεις). Οι σωλήνες συλλογής ηλιακής ακτινοβολίας, είναι τοποθετημένες κατά τέτοιο τρόπο ώστε να είναι ανεξάρτητες μεταξύ τους. Αυτό σημαίνει ότι σε περίπτωση βλάβης ενός σωλήνα, το σύστημα μπορεί να συνεχίσει τη λειτουργία του, χωρίς απολύτως κανένα πρόβλημα, έως την αποκατάσταση 40

41 της βλάβης. Δεν σημειώνονται διαρροές νερού, ενώ ακόμη και στην περίπτωση της ανάμειξης του θερμικού υγρού, με το νερό χρήσης, το θερμικό υγρό είναι απολύτως μη τοξικό και σε ελάχιστες ποσότητες Ηλιακοί συλλέκτες με ακίνητους σύνθετους παραβολικούς ανακλαστήρες συγκέντρωσης (συλλέκτες CPC) Με τη χρήση ανακλαστήρων CPC μπορεί να πραγματοποιηθεί μικρή συγκέντρωση της ηλιακής ακτινοβολίας. Συνήθως, οι ανακλαστήρες CPC συνδυάζονται με επίπεδους απορροφητές τοποθετημένους κάθετα ή παράλληλα στο γυάλινο κάλυμμα. Στην παρακάτω εικόνα φαίνονται δύο τύποι σύνθετων παραβολικών ανακλαστήρων. Στην εικόνα αριστερά η συσκευή αποτελείται από μία απορροφητική επιφάνεια (CPC-S) ενώ στην εικόνα δεξιά αποτελείται από τρεις μικρότερες απορροφητικές επιφάνειες ενσωματωμένες σε μια συσκευή (CPC-T). [Y. Tripanagnostopoulos et al, 2000] Εικόνα 28: Παραβολικοί ανακλαστήρες συγκέντρωσης(cpc). Οι CPC ηλιακοί συλλέκτες έχουν χαμηλότερη απόδοση για λειτουργία τους στις χαμηλές θερμοκρασίες, σε σχέση με τους επίπεδους ηλιακούς συλλέκτες λόγω της υψηλότερης οπτικής απόδοσης των επίπεδων συλλεκτών και παρουσιάζουν μεγαλύτερη απόδοση σε υψηλότερες θερμοκρασίες λειτουργίας. 2.2 Είδη θερμικών συστημάτων αξιοποίησης ηλιακής ενέργειας Θερμοσιφωνικά συστήματα ηλιακών συλλεκτών νερού Ως προς τους θερμικούς ηλιακούς συλλέκτες, είναι κυρίως διαδεδομένες οι θερμοσιφωνικού τύπου θερμικές ηλιακές συσκευές (ΘΗΣ), οι οποίες χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ζεστού νερού χρήσεως (ΖΝΧ). Η λειτουργία των θερμοσιφωνικών συσκευών θέρμανσης νερού με επίπεδους ηλιακούς συλλέκτες βασίζεται στη φυσική κυκλοφορία του νερού ή κάποιου άλλου κατάλληλου υγρού (λόγω διαφοράς θερμοκρασίας και συνεπώς διαφοράς 41

42 πυκνότητας), το οποίο θερμαίνεται στους συλλέκτες και αποδίδει τη θερμότητά του στο νερό του δοχείου. Έτσι, πετυχαίνεται με φυσικό τρόπο συνεχής ροή του θερμαινόμενου μέσου, από το θερμότερο σημείο προς το ψυχρότερο, μέχρις ότου τα δύο σημεία να αποκτήσουν παρόμοιες θερμοκρασίες. Σε αντίθεση με τα υγρά, ο αέρας ως θερμοανταλλακτικό ρευστό δεν συνηθίζεται στις συσκευές αυτής της κατηγορίας, παρόλο που θα μείωνε το κόστος και τα λειτουργικά προβλήματα των μονάδων αυτών. Βασική αιτία γι αυτό είναι η μικρή πυκνότητα του αέρα, που δε διευκολύνει την αποδοτική εναλλαγή θερμότητας στο κλειστό κύκλωμα συλλέκτη δοχείο και σε συνδυασμό με τη μικρή ταχύτητα φυσικής κυκλοφορίας του, συντελεί στο να μην επιτυγχάνεται αξιόλογη απόδοση της όλης διάταξης. [Ι. Τρυπαναγνωστόπουλος et al, 1992] Διακρίνουμε δύο είδη ηλιακών θερμοσιφωνικών συστημάτων ανάλογα με το κύκλωμα κυκλοφορίας του θερμαινόμενου μέσου: σύστημα ανοικτού κυκλώματος και κλειστού κυκλώματος. Στα ανοικτού κυκλώματος συστήματα πραγματοποιείται απευθείας θέρμανση του νερού χρήσης που αποθηκεύεται τελικά στη δεξαμενή (το θερμαινόμενο μέσο είναι το ίδιο το νερό που χρησιμοποιείται). Στα κλειστού κυκλώματος συστήματα πραγματοποιείται έμμεση θέρμανση του νερού χρήσης μέσω εναλλάκτη θερμότητας (το θερμαινόμενο μέσο κυκλοφορεί σε ιδιαίτερο κύκλωμα το οποίο θερμαίνει το νερό χρησιμοποιείται χωρίς να γίνεται ανάμιξή τους). Οι ηλιακοί θερμοσιφωνικοί συλλέκτες ανοικτού κυκλώματος είναι απλούστεροι και φθηνότεροι, έχουν όμως προβλήματα σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες (πάγωμα και καταστροφή του συλλέκτη) καθώς δε μπορούμε να προσθέσουμε αντιψυκτικά μίγματα, αφού το θερμαινόμενο μέσο είναι το ίδιο το νερό χρήσης. Εικόνα 29: Ηλιακός θερμοσίφωνας ανοικτού κυκλώματος (αριστερά) και κλειστού κυκλώματος (δεξιά). 42

43 Εικόνα 30: Ηλιακός θερμοσίφωνας επίπεδου συλλέκτη (αριστερά) και σωλήνα κενού (δεξιά) Ολοκληρωμένες συσκευές συλλέκτη αποθήκευσης ζεστού νερού (ICS) Οι ολοκληρωμένες συσκευές συλλέκτη αποθήκης θερμού νερού (ICS) αποτελούνται από δοχείο νερού (κυλινδρικό, επίπεδο ή άλλου σχήματος) το οποίο έχει και την απορροφητική επιφάνεια. Το δοχείο συλλέκτης προστατεύεται θερμικά με διαφανές κάλυμμα και θερμομόνωση στα μη φωτιζόμενα τμήματα της συσκευής. Κύριο πρόβλημα της συσκευής ICS είναι οι υψηλές θερμικές απώλειες από τη δεξαμενή αποθήκευσης προς το περιβάλλον, καθώς το κύριο μέρος της δεξαμενής δε μπορεί να μονωθεί θερμικά επειδή χρησιμοποιείται σαν απορροφητής ηλιακής ακτινοβολίας. Γι αυτό η κατασκευή τους πρέπει να γίνεται με τέτοιο τρόπο ώστε οι θερμικές απώλειες λόγω μεταφοράς από τον απορροφητή στο περιβάλλον να μειώνονται. Μερικές από τις μεθόδους μείωσης των θερμικών απωλειών αποτελούν η χρήση ενός ή περισσοτέρων διαφανών καλυμμάτων (γυαλί ή πλαστικό), η χρήση επιλεκτικής επιφάνειας απορροφητή, η καλή θερμική μόνωση όσο το δυνατόν μεγαλύτερου μέρους της δεξαμενής καθώς και ο ειδικός σχεδιασμός του σχήματος του συλλέκτη. Από τη μελέτη ποικίλων πιθανών ICS σχεδιασμών, προέκυψε η κατασκευή ακίνητης μονάδας ICS με καμπύλα κάτοπτρα (εικ. 31), ώστε η συγκέντρωση της ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια του απορροφητή να γίνεται για οποιαδήποτε θέση του ήλιου. Η χρήση ασύμμετρου κατόπτρου διευκολύνει τη δημιουργία θερμού αέρα παγιδευμένου μεταξύ κατόπτρου και συλλέκτη, το οποίο βελτιώνει την αποδοτική λειτουργία της συσκευής. Ο παγιδευμένος θερμός αέρας θερμαίνεται λόγω επαφής του με την επιφάνεια του απορροφητή, αλλά επειδή το πάνω μέρος στο εσωτερικό μεταξύ κατόπτρου και απορροφητή είναι κλειστό, η ροή του θερμού αέρα προς τα πάνω σταματά και έτσι παγιδεύεται θερμός αέρας. Έτσι, έχουμε αύξηση της θερμοκρασίας σε αυτή την περιοχή. Για αυτό χρειάζεται μόνωση της επιφάνειας εξωτερικά ώστε να αποφύγουμε τη μεταφορά θερμότητας. [Y. Tripanagnostopoulos and P. Yianoulis, 1992] 43

44 Εικόνα 31: Ολοκληρωμένες ηλιακές συσκευές θέρμανσης-αποθήκευσης νερού (ICS) Κεντρικά θερμικά ηλιακά συστήματα (ΚΘΗΣ) Στα κεντρικά θερμικά ηλιακά συστήματα (ΚΘΗΣ) οι συλλέκτες είναι ξεχωριστά από τη δεξαμενή αποθήκευσης νερού και χρησιμοποιούνται τόσο για θέρμανση όσο και για ψύξη χώρων. [Tρυπαναγνωστόπουλος Ι, 2013] Εικόνα 32: Κεντρικό Θερμικό Ηλιακό Σύστημα 44

45 Τα ΚΘΗΣ είναι λιγότερο διαδεδομένα στη χώρα μας, σε αντίθεση με την κεντρική Ευρώπη (Αυστρία, Γερμανία, κ.α.), μπορούν να συμβάλουν στη μερική θέρμανση χώρων και έχουν αισθητική ένταξη των συλλεκτών στις στέγες των κτιρίων. Εικόνα 33: Ενσωμάτωση κεντρικού θερμικού ηλιακού συστήματος σε κτίριο. 2.3 Είδη φωτοβολταϊκών ηλιακών συλλεκτών Φωτοβολταϊκό φαινόμενο Το φωτοβολταϊκό φαινόμενο αποτελεί τη βασική φυσική διαδικασία μέσω της οποίας ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο (φβ) μετατρέπει την ηλιακή ακτινοβολία σε ηλεκτρικό ρεύμα. Είναι γνωστό ότι τα ηλιακά κύτταρα είναι δίοδοι ημιαγωγού που απορροφούν την ηλιακή ακτινοβολία και την μετατρέπουν σε ηλεκτρισμό. Όταν τα φωτόνια προσκρούσουν σε ένα φωτοβολταϊκό στοιχείο, άλλα ανακλώνται, άλλα το διαπερνούν και άλλα απορροφώνται. Κάθε φωτόνιο της ακτινοβολίας με ενέργεια ίση ή μεγαλύτερη από το ενεργειακό χάσμα του ημιαγωγού, έχει τη δυνατότητα να απορροφηθεί και να ελευθερώσει ένα ηλεκτρόνιο. Έτσι, όσο διαρκεί η ακτινοβολία, δημιουργείται μία περίσσεια από ζεύγη φορέων (ελεύθερα ηλεκτρόνια και οπές), πέρα από τις συγκεντρώσεις που αντιστοιχούν στις συνθήκες ισορροπίας. Οι φορείς αυτοί, καθώς διαχέονται στο στερεό και εφόσον δεν επανασυνδεθούν με φορείς αντιθέτου ηλεκτρικού φορτίου, μπορεί να βρεθούν στην περιοχή της ένωσης p-n οπότε θα δεχθούν την επίδραση του ενσωματωμένου ηλεκτροστατικού πεδίου του ημιαγωγού. 45

46 Εικόνα 34: Το φωτοβολταϊκό φαινόμενο Τα φωτόνια της ακτινοβολίας, που δέχεται ο ημιαγωγός στη φωτιζόμενη πλευρά του, τύπου n παράγουν ζεύγη φορέων (ελεύθερα ηλεκτρόνια και οπές). Ένα μέρος από τους φορείς αυτούς διαχωρίζεται με την επίδραση του ενσωματωμένου πεδίου της διόδου (τα ελεύθερα ηλεκτρόνια, e- & οι οπές), δημιουργώντας μια διαφορά δυναμικού ανάμεσα στο εσωτερικό του στοιχείου. Οι υπόλοιποι φορείς επανασυνδέονται και δεν υφίστανται σαν ελεύθεροι φορείς. Επίσης ένα μέρος της ακτινοβολίας ανακλάται στην επιφάνεια του στοιχείου, ενώ ένα άλλο μέρος της διέρχεται από τον ημιαγωγό χωρίς να απορροφηθεί, μέχρι να συναντήσει το πίσω ηλεκτρόδιο. Έτσι, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια εκτρέπονται προς το τμήμα τύπου n και οι οπές εκτρέπονται προς το τμήμα τύπου p, με αποτέλεσμα να δημιουργηθεί μια διαφορά δυναμικού ανάμεσα στους ακροδέκτες των δύο τμημάτων της διόδου. Δηλαδή, η διάταξη αποτελεί μία πηγή ηλεκτρικού ρεύματος που διατηρείται όσο διαρκεί η πρόσπτωση του ηλιακού φωτός πάνω στην επιφάνεια του στοιχείου. Η εκδήλωση της διαφοράς δυναμικού ανάμεσα στις δύο όψεις του φωτιζόμενου δίσκου, η οποία αντιστοιχεί σε ορθή πόλωση της διόδου, ονομάζεται φωτοβολταϊκό φαινόμενο. Η αποδοτική λειτουργία των φωτοβολταϊκών στοιχείων (φβ) στηρίζεται στην πρακτική εκμετάλλευση του παραπάνω φαινομένου Τύποι Φωτοβολταϊκών Τα φβ πλαίσια που χρησιμοποιούνται στις φβ εφαρμογές ποικίλουν ως προς το βασικό υλικό κατασκευής, την απόδοση και το κόστος τους και μπορούν να χωριστούν στις παρακάτω κατηγορίες: Κρυσταλλικού πυριτίου: φβ πλαίσια μονοκρυσταλλικού (c-si) και 46

47 πολυκρυσταλλικού πυριτίου (p-si) Λεπτού φιλμ : φβ πλαίσια άμορφου πυριτίου (a-si), τελλουριούχου καδμίου (CdTe), δισεληνοϊνδιούχου χαλκού (CuInSe2, CIS) ή με προσθήκη γαλλίου (CIGS) Φβ νέας τεχνολογίας : οργανικά φβ (OPV), ευαισθητοποιημένα φβ κύτταρα με χρωστική (DSSC) Ετεροεπαφών: διπλών ή τριπλών ετεροεπαφών Η εξέλιξη των αποδόσεων των φβ κυττάρων ανά τεχνολογία απεικονίζεται στην παρακάτω εικόνα. Η σχετικά χαμηλή τιμή της απόδοσης των κυττάρων οφείλεται στις ανακλάσεις της ηλιακής ακτινοβολίας, στη σκίαση από τις μεταλλικές επαφές στην μπροστινή πλευρά του κυττάρου, στην αντίσταση των ηλιακών κυττάρων και σε φαινόμενα ατελούς εκμετάλλευσης της ενέργειας των φωτονίων ή επανασύνδεσης. Από τις παραπάνω κατηγορίες, τα φβ πλαίσια πυριτίου είναι τα πλέον διαδεδομένα καθώς προτιμώνται για εγκατάσταση σε φβ πάρκα, λόγω των αποδόσεών τους, για παραγωγή ενέργειας για το δίκτυο. Εκτός από τα φβ πλαίσια ενός ήλιου, υπάρχουν και τα συγκεντρωτικά φβ (Concentrating PhotoVoltaics, CPV) διαφόρων γεωμετριών, η ηλεκτρική απόδοση των οποίων κυμαίνεται μεταξύ 15% και 40%. [Y. Tripanagnostopoulos, 2010]. Εικόνα 35: Εξέλιξη της τεχνολογίας των φωτοβολταϊκών 47

48 Φωτοβολταϊκά κύτταρα/πλαίσια πυριτίου κρυσταλλικής δομής Τα φωτοβολταϊκά πλαίσια πρώτης γενιάς έχουν κρυσταλλική δομή και τα κύτταρα που συνδυάζονται για να σχηματιστούν τα πλαίσια κατασκευάζονται από πυρίτιο. Η τεχνολογία αυτή δεν είναι ξεπερασμένη και αναπτύσσεται συνεχώς ώστε να βελτιωθεί η απόδοση της. Τα μονοκρυσταλλικά και τα πολυκρυσταλλικά υπάγονται στα κύτταρα πυριτίου με κρυσταλλική δομή. Μονοκρυσταλλικά (c-si) φωτοβολταϊκά κύτταρα/πλαίσια Αυτό το είδος κυττάρων είναι ευρέως χρησιμοποιούμενο, και θα συνεχίσει να πρωτοστατεί μέχρι να αναπτυχθεί μια πιο αποδοτική και οικονομικά αποδεκτή τεχνολογία. Για την κατασκευή των κυττάρων χρησιμοποιείται κυρίως κρυσταλλική επαφή p-n πυριτίου. Η μέγιστη απόδοση του ηλιακού κυττάρου από μονοκρυσταλλικό πυρίτιο έχει φτάσει περίπου στο 23% σε STC, Standard Test Conditions (ακτινοβολία 1000W/m 2, A.M. 1.5 και θερμοκρασία κυττάρου 25 ο C), αλλά η μέγιστη απόδοση που έχει καταγραφεί είναι 24.7% σε STC [L. El Chaar, 2011] Εικόνα 36: Φωτοβολταϊκό στοιχείο μονοκρυσταλλικού πυριτίου Πολυκρυσταλλικά (p-si) φωτοβολταϊκά κύτταρα/πλαίσια Οι προσπάθειες της φωτοβολταϊκής τεχνολογίας να μειωθεί το κόστος και να αυξηθεί η απόδοση, οδήγησε στην ανάπτυξη τεχνικών κρυσταλλοποίησης. Αν και τα πολυκρυσταλλικά κύτταρα έχουν ελαφρώς μικρότερη απόδοση (15%) σε σχέση με τα αντίστοιχα μονοκρυσταλλικά, αυτή η τεχνολογία είναι πιο ελκυστική γιατί έχει χαμηλότερο κατασκευαστικό κόστος. Η κατασκευή των πολυκρυσταλλικών 48

49 κυττάρων αρχίζει με την τήξη του πυριτίου και τη στερεοποίησή του, ώστε να προσανατολιστούν οι κρύσταλλοι σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, σχηματίζοντας ορθογώνιες ράβδους πολυκρυσταλλικού πυριτίου, ώστε να κόβεται σε φέτες κατάλληλου πάχους (wafers). Παρόλα αυτά το τελικό στάδιο μπορεί να παραληφθεί αναπτύσσοντας wafers από λεπτές ταινίες πολυκρυσταλλικού πυριτίου. [L. El Chaar et al, 2011] Εικόνα 37: Φωτοβολταϊκό στοιχείο πολυκρυσταλλικού πυριτίου Τεχνολογία λεπτού φιλμ Τα ηλιακά κύτταρα λεπτού φιλμ είναι βασικά λεπτά στρώματα ημιαγώγιμου υλικού που εφαρμόζεται σε ένα στέρεο υπόστρωμα. Συγκριτικά με τα κρυσταλλικά κύτταρα πυριτίου, η τεχνολογία των λεπτών φιλμ παρέχει μείωση του κόστους της φωτοβολταϊκής συστοιχίας μειώνοντας την ποσότητα του ημιαγωγού που απαιτείται για κάθε κύτταρο. Σε αντίθεση με τη δομή των κρυσταλλικών ηλιακών κυττάρων, όπου για να κατασκευαστεί το πλαίσιο τοποθετούνται τμήματα ημιαγωγών ανάμεσα από γυάλινες πλάκες, τα πλαίσια λεπτού φιλμ δημιουργούνται τοποθετώντας λεπτά στρώματα συγκεκριμένων υλικών σε γυάλινες ή μεταλλικές πλάκες. Το γεγονός ότι τα στρώματα είναι πιο λεπτά, έχει ως αποτέλεσμα να χρησιμοποιείται λιγότερο φωτοβολταϊκό υλικό για να απορροφά την εισερχόμενη ηλιακή ακτινοβολία και συνεπώς οι αποδόσεις των φβ πλαισίων λεπτού φιλμ είναι μικρότερες από αυτές των κρυσταλλικών, αν και η δυνατότητα τοποθέτησης πολλών διαφορετικών υλικών και κραμάτων οδήγησε σε μεγάλη βελτίωση στις αποδόσεις. Τρία είδη κυττάρων λεπτού φιλμ είναι εμπορικά σημαντικά: το κύτταρο άμορφου πυριτίου (δομή πολλών επαφών), κύτταρα CdTe/ CdS, CuInSe2/CIGS. 49

50 Φωτοβολταϊκά κύτταρα/πλαίσια άμορφου πυριτίου (a-si) Μια από τις παλαιότερες τεχνολογίες λεπτού φιλμ που αναπτύχθηκαν είναι αυτή του άμορφου πυριτίου (a-si). Η τεχνολογία αυτή διαφέρει από αυτή του κρυσταλλικού πυριτίου στο γεγονός ότι τα άτομα πυριτίου είναι σε τυχαία θέση το ένα από το άλλο. Αυτή η τυχαία δομή των ατόμων έχει μια σημαντική επίδραση στις ηλεκτρονικές ιδιότητες του υλικού που προκαλεί μεγαλύτερο ενεργειακό χάσμα (1.7eV) από του κρυσταλλικού πυριτίου (1.1 ev). Το μεγαλύτερο ενεργειακό χάσμα επιτρέπει στα κύτταρα άμορφου πυριτίου να απορροφούν πιο έντονα το ορατό τμήμα του ηλιακού φάσματος απ ότι το υπέρυθρο. Υπάρχουν διάφορες παραλλαγές σε αυτήν την τεχνολογία, όπου το υπόστρωμα μπορεί να είναι από γυαλί ή εύκαμπτο ανοξείδωτο ατσάλι, διπλής και τριπλής επαφής και καθένα έχει διαφορετική απόδοση. Τελλουριούχο κάδμιο CdTe, Τελλουριούχο κάδμιο/θειούχο κάδμιο CdTe/ CdS φωτοβολταϊκά κύτταρα/πλαίσια Το τελουριούχο κάδμιο (CdTe) ήταν από καιρό γνωστό ότι έχει ιδανικό ενεργειακό χάσμα (1.45 ev) με υψηλό συντελεστή απορρόφησης και αναγνωρίζεται ως ένα πολλά υποσχόμενο φβ υλικό για ηλιακά κύτταρα λεπτού φιλμ. Έχουν πραγματοποιηθεί κατασκευές κυττάρων CdTe μικρού μεγέθους με αποδόσεις μεγαλύτερες από 15% και πλαίσια CdTe με αποδόσεις μεγαλύτερες από 9%. Αντίθετα με τις άλλες τεχνολογίες λεπτού φιλμ, το CdTe είναι ευκολότερο να τοποθετηθεί και πιο κατάλληλο για παραγωγή μεγάλης κλίμακας. Η τοξικότητα του καδμίου και τα σχετικά περιβαλλοντικά θέματα παραμένουν ένα πρόβλημα γι αυτήν την τεχνολογία και γι αυτό κάποιες εταιρείες έχουν θεσπίσει ένα πρόγραμμα ανακύκλωσης για τα «γερασμένα» φβ. Ένα ακόμα ζήτημα είναι η διαθεσιμότητα του τελλουρίου που θα μπορούσε να προκαλέσει κάποιους περιορισμούς της πρώτης ύλης και θα επηρέαζε το κόστος των πλαισίων. [L. El Chaar et al, 2011] Δισεληνοϊνδιούχος χαλκός CuInSe2 (CIS), CIGS φωτοβολταϊκά κύτταρα/πλαίσια Το CuInSe2 (ή CIS) χρησιμοποιείται για φωτοβολταϊκές συσκευές και περιέχει στοιχεία ημιαγωγών από τις ομάδες IΒ, IIIΑ, VIΑ του περιοδικού πίνακα που έχουν υψηλό οπτικό συντελεστή απορρόφησης. Με την προσθήκη γαλλίου (CIGS) η απόδοση του μπορεί να αυξηθεί ακόμα περισσότερο. Τα CIGS είναι σύνθετα λεπτά φιλμ με πολλά στρώματα. Σε αντίθεση με τα κύτταρα πυριτίου με τη βασική p-n επαφή, αυτά τα κύτταρα αναλύονται σε ένα μοντέλο ετεροεπαφής με πολλά στρώματα. Η καλύτερη απόδοση για ένα κύτταρο λεπτού φιλμ με CIGS είναι 20% και περίπου 13% για πλαίσια μεγάλης επιφάνειας. [Powalla M, 2006] 50

51 Οργανικά φωτοβολταϊκά Εικόνα 38: Φωτοβολταϊκό στοιχείο τύπου CIS Τα οργανικά και τα πολυμερή ηλιακά κύτταρα κατασκευάζονται από λεπτά φιλμ (τυπικά 100nm) οργανικών ημιαγωγών όπως πολυμερή και ενώσεις μικρών μορίων. Η μεγαλύτερη απόδοση που έχει επιτευχθεί μέχρι τώρα είναι 4%-5%. Δεδομένου ότι είναι σε μεγάλο βαθμό από συνθετικά υλικά, σε αντίθεση με το παραδοσιακό πυρίτιο, η κατασκευαστική διαδικασία είναι οικονομικά αποδοτική (υλικό χαμηλότερου κόστους, υψηλή απόδοση παραγωγής) με περιορισμένες τεχνικές δυσκολίες (δεν απαιτούνται υψηλές θερμοκρασίες ή υψηλές συνθήκες κενού). Συνήθως το κύτταρο έχει μπροστά γυαλί, ένα διάφανο στρώμα επαφής από οξείδιο ίνδιου και κασσίτερου (ITO), ένα αγώγιμο πολυμερές, ένα φωτοενεργό πολυμερές και τέλος το πίσω στρώμα επαφής (αλουμίνιο, άργυρος κ.α.). Λειτουργούν ικανοποιητικά τόσο με άμεση ακτινοβολία, όσο και σε συνθήκες διάχυτου φωτισμού. Σε αντίθεση με τα κύτταρα πυριτίου και αυτά των υπόλοιπων τεχνολογιών, τα οργανικά φωτοβολταϊκά απορροφούν την ηλιακή ενέργεια σχεδόν από την ανατολή μέχρι τη δύση του ηλίου. Τα οργανικά φωτοβολταϊκά ξεκινούν να παράγουν ενέργεια νωρίτερα από τα φβ των άλλων τεχνολογιών και εξαιτίας της θετικής τιμής της θερμικής σταθεράς τους, η παραγόμενη ενέργειά τους αυξάνεται με πιο γρήγορο ρυθμό και παρουσιάζει αύξηση ακόμα και όταν η ενέργεια που παράγουν οι άλλες τεχνολογίες έχει σχεδόν σταθεροποιηθεί. 51

52 Εικόνα 39: Συγκέντρωση ενέργειας ανά τεχνολογία Ευαισθητοποιημένα φβ κύτταρα με χρωστική (Dye-sensitized solar cells DSSC) Η διάταξη της συγκεκριμένης κυψελίδας αποτελείται από ένα διαφανές αγώγιμο υπόστρωμα πάνω στο οποίο γίνεται απόθεση TiO2 το οποίο παίζει το ρόλο της ανόδου. Στην επιφάνεια του TiO2 προσροφάται κατάλληλος ευαισθητοποιητής και στη συνέχεια τοποθετείται ένα δεύτερο διαφανές αγώγιμο στρώμα το οποίο παίζει το ρόλο της καθόδου. Τέλος, μεταξύ των ηλεκτροδίων παρεμβάλλεται κάποιος ηλεκτρολύτης. Η παραγωγή ενέργειας από τις ευαισθητοποιημένες φβ κυψελίδες με χρωστική προκαλείται με τον ακόλουθο τρόπο. Τα μόρια της χρωστικής απορροφούν το φως που προσπίπτει στην κυψελίδα και διεγείρονται, με αποτέλεσμα ένα ηλεκτρόνιο να πάει στη ζώνη αγωγιμότητας του TiO2. Στη συνέχεια η χρωστική αναγεννάται και επανέρχεται στην αρχική της κατάσταση. Εικόνα 40: Σχηματική δομή των DSSC 52

53 Τα DSSC κατασκευάζονται εύκολα, αξιοποιούν το φάσμα του ορατού φωτός και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή διαπερατών παραθύρων με ηλιακά κύτταρα. Η υψηλότερη απόδοση που έχει επιτευχθεί μέχρι σήμερα είναι 11.10%. [Monishka Rita Narayan, 2012] Εικόνα 41: Παράθυρο με DSSC 2.4 Είδη φωτοβολταϊκών συστημάτων Το φ/β σύστημα είναι μια από τις πιο διαδεδομένες εφαρμογές των ΑΠΕ για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και μπορεί είτε να είναι συνδεδεμένο με το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας είτε να είναι αυτόνομο. Ένα φβ σύστημα αποτελείται από τα φβ πλαίσια, τον πίνακα ελέγχου και ανάλογα με τον αν είναι διασυνδεδεμένο ή αυτόνομο, από τον αντιστροφέα ή το ρυθμιστή φόρτισης και τους συσσωρευτές Διασυνδεδεμένο φωτοβολταϊκό σύστημα Τα διασυνδεδεμένα συστήματα έχουν ως βασικό χαρακτηριστικό το γεγονός ότι υπάρχει φυσική ένωση με το δίκτυο μεταφοράς της ηλεκτρικής ενέργειας. Η σύνδεση αυτή λειτουργεί αμφίδρομα, με άλλα λόγια το σύστημα μπορεί να παρέχει ενέργεια στο δίκτυο ή να απορροφά απ αυτό. Τα βασικά μέρη από τα οποία αποτελείται ένα διασυνδεδεμένο σύστημα είναι ο πίνακας ελέγχου, ο αντιστροφέας (inverter) και ο μετρητής της ηλεκτρικής ενέργειας που παρέχεται από το δίκτυο. [Kaldellis JK, Kapsali M, 2011] 53

54 Εικόνα 42: Διασυνδεδεμένο φωτοβολταϊκό σύστημα Αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα Στην περίπτωση που το σύστημα είναι απομακρυσμένο από το ηλεκτρικό δίκτυο, η παραγόμενη ενέργεια μπορεί είτε να χρησιμοποιείται απευθείας τροφοδοτώντας ηλεκτρικές συσκευές (άμεση χρήση), είτε να αποθηκεύεται σε συσσωρευτές ώστε να χρησιμοποιηθεί αργότερα (έμμεση χρήση). Τα βασικά μέρη ενός αυτόνομου συστήματος είναι ο πίνακας ελέγχου, ο ρυθμιστής φόρτισης, ο αντιστροφέας και οι συσσωρευτές. Στις περισσότερες περιπτώσεις ενδείκνυται η μετατροπή του συνεχούς ρεύματος (DC) της φβ συστοιχίας σε εναλλασσόμενο (AC), δεδομένης της ευρείας χρήσης των συσκευών με τροφοδοσία 220 VAC και των αυξημένων ενεργειακών απωλειών στη χρήση DC. 54

55 Εικόνα 43: Αυτόνομο φωτοβολταϊκό σύστημα Συνδυασμός αυτόνομου και διασυνδεδεμένου φωτοβολταϊκού συστήματος Επειδή στο μέλλον η παραγόμενη ενέργεια από τα φωτοβολταϊκά μπορεί να μην απορροφείται από το δίκτυο κάποιες ώρες την ημέρα, θα μπορούσε να γίνει πρόταση ενός συστήματος που θα αποτελεί συνδυασμό των δύο παραπάνω συστημάτων. Στο συγκεκριμένο σύστημα η παραγόμενη ενέργεια από τα φβ θα χρησιμοποιείται αρχικά για να καλυφθούν οι οικιακές ενεργειακές ανάγκες και να φορτιστούν οι μπαταρίες και η πλεονάζουσα ενέργεια θα διοχετεύεται στο δίκτυο, εφόσον τη δέχεται. Τη νύχτα ή κάποιες ώρες την ημέρα, οι ηλεκτρικές ανάγκες της οικίας καλύπτονται από το ηλεκτρικό δίκτυο. [Kaldellis JK, Kapsali M, 2011] Εικόνα 44: Συνδυασμός αυτόνομου και συνδεδεμένου στο δίκτυο σύστημα για σπίτι 55

56 Κεφάλαιο 3 Σχεδίαση ηλιακών συστημάτων με ενισχυτικούς ανακλαστήρες 3.1 Εισαγωγή Η θέρμανση νερού καθώς και η θέρμανση και η ψύξη χώρων είναι οι δύο βασικοί τομείς χρήσης ηλιακών συλλεκτών σε κτίρια κατοικιών και γραφείων, σε ξενοδοχεία, νοσοκομεία και αθλητικά κέντρα. Στη βιομηχανία οι ηλιακοί συλλέκτες μπορούν να καλύψουν ανάγκες διεργασιών σε θερμό νερό και θερμό αέρα, καθώς επίσης να αξιοποιηθούν και για τη θέρμανση χώρων, για ψύξη χώρων ή προϊόντων, για αφύγρανση, κλπ. Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από φωτοβολταϊκά μπορεί να καλύψει ένα σημαντικό μέρος των ηλεκτρικών ενεργειακών αναγκών ενός κτιρίου. Τα κτίρια που βρίσκονται σε τοποθεσίες μικρού γεωγραφικού πλάτους διαθέτουν συνήθως οριζόντιες οροφές, στις οποίες είναι εύκολη η εγκατάσταση διατάξεων αξιοποίησης της ηλιακής ενέργειας, όπως είναι οι θερμικοί συλλέκτες και τα φωτοβολταϊκά πλαίσια. Η εγκατάσταση των ηλιακών συσκευών στις οριζόντιες οροφές κτιρίων διαφέρει από την εγκατάσταση στις επικλινείς οροφές ή στις προσόψεις των κτιρίων, επειδή αν και μπορεί να επιτευχθεί πιο καλός ενεργειακά προσανατολισμός (νότιος) των ηλιακών συσκευών, η εποχιακή διαφορά στο ύψος του ήλιου και κυρίως το χειμώνα, επιβάλλει την τοποθέτησή τους σε ορισμένη απόσταση για την αποφυγή σκίασης. Αντίθετα στις χώρες μεγάλου γεωγραφικού πλάτους η εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών γίνεται συνήθως στην επικλινή οροφή ή ακόμη και στην πρόσοψη των κτιρίων λόγω του χαμηλού ύψους του ήλιου. Η τοποθέτηση των επιπέδων συλλεκτών στην οριζόντια οροφή κάποιου κτιρίου γίνεται με τρόπο που να αξιοποιείται στο μέγιστο η διαθέσιμη επιφάνεια της οροφής και με τους συλλέκτες να έχουν την κατάλληλη κλίση για το χρονικό διάστημα και τις συνθήκες λειτουργίας τους καθώς και για το γεωγραφικό πλάτος της τοποθεσίας εγκατάστασης. Η σκίαση της μιας σειράς ηλιακών συσκευών από την άλλη μειώνει σε κάποιο βαθμό την απόδοση των θερμικών ηλιακών συλλεκτών αλλά πολύ περισσότερο των φβ πλαισίων. Τα φβ έχουν και τις δύο επιφάνειές τους εκτεθειμένες στο περιβάλλον, σε αντίθεση με τα φβ που εγκαθίστανται σε επικλινείς οροφές ή σε προσόψεις κτιρίων και που έχουν καλυμμένη την πίσω πλευρά τους. Το θετικό αποτέλεσμα της διάταξης των φβ σε παράλληλες σειρές είναι η διατήρησή τους σε σχετικά χαμηλή θερμοκρασία, με συνέπεια την ικανοποιητική ηλεκτρική τους απόδοσή. Για την ενεργειακή αξιοποίηση όλης της επιφάνειας, μια ενδιαφέρουσα λύση είναι η χρήση ακίνητων επιπέδων κατόπτρων τοποθετημένων μεταξύ των παραλλήλων σειρών συλλεκτών. Τα κάτοπτρα αυτά συμβάλλουν στην αύξηση της αποδιδόμενης θερμότητας της ηλιακής εγκατάστασης με την αξιοποίηση της πρόσθετης προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας, που ανακλάται στα κάτοπτρα και 56

57 κατευθύνεται στην απορροφητική επιφάνεια των ηλιακών συσκευών. [Τρυπαναγνωστόπουλος Μ. Σουλιώτης, 2001, Ι.Τρυπαναγνωστόπουλος et al.2002] 3.2 Ιστορική αναφορά Η πρώτη διάταξη που αναφέρεται στη σύζευξη επιπέδων ηλιακών συλλεκτών µε επίπεδα κάτοπτρα είναι του Shuman το 1911, ο οποίος χρησιµοποίησε επίπεδα κάτοπτρα τοποθετηµένα στη πάνω και κάτω οριζόντια πλευρά των επιπέδων συλλεκτών για να αυξήσει την θερµοκρασία λειτουργίας των συλλεκτών και να λειτουργήσει αντλία νερού. Μισόν αιώνα αργότερα, το 1966, ο Tabor µελέτησε αναλυτικά την χρήση παράπλευρων βοηθητικών επιπέδων κατόπτρων (booster mirrors) σε επίπεδους συλλέκτες και πρότεινε την τοποθέτηση των κατόπτρων στην ανατολική και δυτική πλευρά του επίπεδου συλλέκτη, δίνοντας ικανοποιητικά αποτελέσµατα. Λίγα χρόνια αργότερα, το 1975, ο McDaniels κ. ά. και ο Seitel παρουσιάζουν υπολογισµούς της αύξησης της ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια επιπέδων συλλεκτών από την χρήση επιπέδων κατόπτρων. Την ίδια χρονιά οι Bannerot και Howell δίνουν αποτελέσµατα σχετικά µε την αύξηση της απόδοσης επιπέδων συλλεκτών σε συνδυασµό µε παράπλευρα επίπεδα κάτοπτρα (grooved collectors) και το 1977 οι Grassie και Sheridan παρουσιάζουν αποτελέσµατα µαθηµατικού µοντέλου εξοµοίωσης διατάξεων επιπέδων συλλεκτών κατόπτρων σχετικά µε την επιτυγχανόµενη βελτίωση στην αποδιδόµενη θερµότητα. Το 1978 ο Grimmer κ. ά παρουσιάζουν θεωρητικά και πειραµατικά αποτελέσµατα από την µελέτη διαφόρων ανακλαστήρων και την επίδρασή τους στην συλλεγόµενη ηλιακή ενέργεια. Το ίδιο έτος ο Baker κ. ά. παρουσιάζουν αποτελέσµατα ενεργειακής συµπεριφοράς συστήµατος συλλέκτης κάτοπτρο για ηµερήσια λειτουργία, καθώς και σε σχέση µε τον λόγο του πλάτους των και οι Mannan και Bannerot εξετάζουν δύο συστήµατα, ένα µε µονά και ένα δεύτερο µε διπλά παράπλευρα κάτοπτρα, προσδιορίζοντας µέγιστες πρακτικά συγκεντρώσεις 2.0 και 2.6 αντίστοιχα. Το 1979 ο Rudloff κ. ά. υπολογίζουν τις βέλτιστες γωνίες επιπέδων συλλεκτών και κατόπτρων για δύο πόλεις των ΗΠΑ και την επιτυγχανόµενη αύξηση της αποδιδόµενης θερµότητας, η οποία ισοδυναµεί περίπου µε το πρόσθετο κόστος της εγκατάστασης. Ο Larson παρουσιάζει το 1980 δύο εργασίες σχετικά µε τη συµβολή επίπεδου κατόπτρου τοποθετηµένου πάνω, κάτω ή και στις δύο πλευρές επίπεδου συλλέκτη, συµπεραίνοντας ότι η ρύθµιση της κλίσης των κατόπτρων αυξάνει την συγκέντρωση της διάταξης. Επίσης, την ίδια χρονιά οι Taha και Eldighidy εξετάζουν την χρήση κατόπτρων για διόρθωση της συλλεγόµενης ηλιακής ακτινοβολίας από συλλέκτες που δεν είναι προσανατολισµένοι ακριβώς στο νότο. Τα επόµενα χρόνια ο Chiam ασχολείται µε την επίδραση στον συλλέκτη της χρήσης κατόπτρων στην πάνω, στην κάτω ή και στις δύο οριζόντιες πλευρές του και ο Jones µε την χρήση επιπέδων κατόπτρων µεταξύ παραλλήλων σειρών επιπέδων συλλεκτών, που συµβάλλουν σηµαντικά στην συλλεγόµενη ενέργεια της διάταξης από την άνοιξη 57

58 έως το φθινόπωρο. Το 1988 δηµοσιεύεται εργασία των Garg και Hrishikesan, που δίνει αναλυτικές σχέσεις για την πρόβλεψη της ηλιακής ενέργειας από ανάκλαση, παρουσιάζοντας αποτελέσµατα για τρεις τοποθεσίες και των Faiman και Zemel, που εφαρµόζουν την ιδέα της χρήσης επίπεδου κατόπτρου σε θερµοσιφωνική συσκευή για αύξηση της συλλεγόµενης ηλιακής ακτινοβολίας τον χειµώνα. Την ίδια χρονιά παρουσιάζονται αποτελέσµατα από τις πρώτες πειραµατικές διατάξεις σύζευξης επιπέδων συλλεκτών κατόπτρων από τον Perers κ. ά. και τους Brunstrom και Karlsson. Από τις εργασίες αυτές προκύπτει ότι είναι δυνατή µια βελτίωση κατά 30% της αποδιδόµενης θερµότητας ετησίως για συστήµατα συλλέκτη κατόπτρου και λειτουργία του συλλέκτη στους 50 ο C περίπου. Το 1993 οι Perers και Karlsson παρουσιάζουν αποτελέσµατα θεωρητικών µοντέλων γεωµετρίας 2-D και 3-D καθώς και πειραµατικά αποτελέσµατα από µονάδα συλλεκτών κατόπτρων σε σύγκριση µε συλλέκτη χωρίς κάτοπτρο. Επίσης δίνουν αποτελέσµατα για χρήση διαφόρων τύπων ανακλαστήρων, εκτιµώντας πάλι ότι η επιτυγχανόµενη βελτίωση των διατάξεων είναι γύρω στο 30% ετησίως. Την ίδια χρονιά o Narashima Rao κ. ά. παρουσιάζουν αλγόριθµο για τον θεωρητικό υπολογισµό της πρόσθετης ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια των συλλεκτών, ενώ το 1994 ο Perers κ. ά. δίνουν θεωρητικά και πειραµατικά αποτελέσµατα ως προς την χρήση ορισµένων τύπων ανακλαστήρων στην αύξηση της αποδιδόµενης θερµότητας. Το 1995 ο Kumar κ. ά. παρουσιάζουν θεωρητικά αποτελέσµατα για συσκευές µε σύζευξη κατόπτρων στις τέσσερις πλευρές επιπέδων συλλεκτών και οι Ballentin και Wilk για σύζευξη ορισµένων διαστάσεων κατόπτρου στην κάτω οριζόντια πλευρά επίπεδου συλλέκτη. Τέλος το 1999 οι Ronnelid και Karlsson υπολογίζουν την πρόσθετη ηλιακή ακτινοβολία από κάτοπτρα µε ορθογώνιες αυλακώσεις (V-corrugated reflectors), τα οποία βελτιώνουν κατά 10% την διάταξη και το 2000 ο Hussein κ. ά. υπολογίζουν την αύξηση της συλλεγόµενης ηλιακής ακτινοβολίας σαν συνάρτηση ορισµένων σχεδιαστικών παραµέτρων. Έρευνα πάνω στην χρήση ανακλαστήρων στα φωτοβολταϊκά πλαίσια έχει πραγματοποιηθεί από πλήθος ερευνητών. Στις περισσότερες περιπτώσεις η έρευνα έχει βασιστεί στις προαναφερθείσες εργασίες για τους θερμικούς συλλέκτες. Για παράδειγμα, οι Mats Rönnelid, Björn Karlsson, Peter Krohn and Johan Wennerberg, παρουσίασαν το 2000 μια εργασία στην οποία αναλύεται η αποδόση των φωτοβολταϊκών πλαισίων με χρήση ανακλαστήρων στις Σουηδικές καιρικές συνθήκες. Στα αποτελέσματα τους δείχνουν ότι ένας στατικός ενισχυτικός ανακλαστήρας μπορεί να αυξήσει την ετήσια παραγωγή ενέργειας μιας φωτοβολταϊκής μονάδας κατά μια τάξη του 20%-25%. [Mats Rönnelid et al., 2000] Ο Aziz-ul Haq (2000) επίσης πραγματοποίησε έρευνα στην επίδραση ενός και δύο επίπεδων ανακλαστήρων αλουμινίου σε ένα φωτοβολταϊκό πλαίσιο 40W. Οι Rizk και Nagrial (2008) χρησιμοποίησαν φωτοβολταϊκά πλαίσια άμορφου πυριτίου ισχύος 4W συνδεδεμένα σε σειρά. Στην εργασία τους ισχυρίστηκαν ότι μια αύξηση 58

59 της τάξης του 40% μπορεί να επιτευχθεί με αυτή τη μέθοδο συγκέντρωσης. Οι Tabaei και Ameri το 2012, διερεύνησαν το γεγονός ότι ανακλαστήρες αλουμινίου και ανοξείδωτου ατσαλιού να αυξήσουν την ισχύ ενός πολυκρυσταλλικού πλαισίου γύρω στο 8,5% - 14%. [Eko Adhi Setiawan, Khairiah Dewi, 2013] Ως προς την έρευνα του Εργαστηρίου Ηλιακής Ενέργειας, το 1994 και το 1996 δηµοσιεύθηκαν δύο εργασίες, στις οποίες προτείνεται η σύζευξη κατόπτρων µε συλλέκτες θερµοσιφωνικών συσκευών θέρµανσης νερού. Το 1998 δίνονται πειραµατικά αποτελέσµατα και το 2000 εκτενής ανάλυση ως προς την σύζευξη κατόπτρων µε καλυµµένους καθώς και ακάλυπτους επίπεδους ηλιακούς συλλέκτες µε χρωµατιστό απορροφητή. Τέλος, αναφορά στη σύζευξη επιπέδων συλλεκτών κατόπτρων γίνεται σε δύο εργασίες το 1999 και το 2001 ως προς την εφαρµογή κατόπτρων σε ηλιακές εγκαταστάσεις στις οριζόντιες οροφές των κτιρίων. [Ι.Τρυπαναγνωστόπουλος et al, 2002] 3.3 Σχεδίαση διατάξεων συλλέκτη - κατόπτρου Θερμικά ηλιακά συστήματα Η χρήση επίπεδων κατόπτρων για την αύξηση της συλλεγόμενης ηλιακής ακτινοβολίας από τους επίπεδους θερμικούς συλλέκτες θεωρείται ότι είναι ένας οικονομικά αποδοτικός συνδυασμός, κατάλληλος για ηλιακές εγκαταστάσεις εδάφους ή οριζόντιας οροφής κτιρίων. Από την προαναφερθείσα βιβλιογραφία προκύπτει ότι η σύζευξη συλλεκτών και κατόπτρων µπορεί να βελτιώσει περίπου κατά 30% ετησίως µια τυπική εγκατάσταση επιπέδων ηλιακών συλλεκτών, οι οποίοι λειτουργούν γύρω στους 50 ο C. Οι θερμοσιφωνικές συσκευές με επίπεδους συλλέκτες και οι ολοκληρωμένες συσκευές συλλέκτη αποθήκης θερμότητας (συσκευές Integrated Collector Storage ή συσκευές ICS) έχουν συνήθως συλλεκτική επιφάνεια 2 m 2 εως 4 m 2, δοχείο αποθήκευσης θερμού νερού από 100 lt έως 200 lt και χρησιμοποιούνται κυρίως σε κατοικίες για την κάλυψη των αναγκών σε ζεστό νερό χρήσης μιας οικογένειας. Με την πάροδο του χρόνου επέρχεται μια μικρή μείωση της απόδοσης των συσκευών αυτών, λόγω επικάθησης αλάτων στις επιφάνειες εναλλαγής θερμότητας και σε συνδυασμό με πιθανή αύξηση των αναγκών σε ζεστό νερό προκύπτει πρόβλημα ανεπάρεκειας των συσκευών αυτών. Για την αντιμετώπιση των προβλημάτων αυτών, μπορούν να προστεθούν επίπεδα κάτοπτρα στο κάτω μέρος των συλλεκτών, με τα οποία αυξάνεται η συλλεγόμενη ηλιακή ακτινοβολία από τους συλλέκτες και αποκαθίσταται έτσι η επάρκεια των συσκευών. Τα κάτοπτρα μπορούν να τοποθετούνται με τέτοιο τρόπο (εικ. 45), ώστε να είναι εύκολη η ρύθμιση της κλίσης τους ανάλογα με την εποχή και τις ανάγκες του χρήστη σε ζεστό νερό. [Τρυπαναγνωστόπουλος,1996] 59

60 Εικόνα 45: Θερμοσιφωνική συσκευή με ενισχυτικό κάτοπτρο (α) Διάταξη για λειτουργία το καλοκαίρι (β) Διάταξη για λειτουργία το χειμώνα Εικόνα 46: Συσκευή ICS με ενισχυτικό κάτοπτρο (α) Διάταξη για λειτουργία το καλοκαίρι (β) Διάταξη για περιορισμό των θερμικών απωλειών κατά τη διάρκεια της νύχτας Μια τέτοια λύση είναι μια οικονομική λύση σε σχέση με την προσθήκη ενός επιπλέον επίπεδου ηλιακού συλλέκτη στη θερμοσιφωνική συσκευή και κατάλληλη για την ολοκληρωμένη συσκευή συλλέκτη αποθήκης θερμού νερού (εικ. 46). Έχει προταθεί επίσης η τοποθέτηση κατόπτρου στο πάνω μέρος του συλλέκτη θερμοσιφωνικών συσκευών για ενεργειακή συνεισφορά κυρίως στην περίοδο φθινόπωρο έως άνοιξη. [D. Faiman, A. Zemel, 1988] Στην περίπτωση που σε μια οριζόντια επιφάνεια έχουν τοποθετηθεί διαδοχικές σειρές επίπεδων ηλιακών θερμικών συλλεκτών, υπάρχει η δυνατότητα να τοποθετηθούν επίπεδα κάτοπτρα στον ελεύθερο χώρο μεταξύ των σειρών. Οι ανακλαστήρες (εικ. 47) τοποθετούνται στο πάνω μέρος του συλλέκτη της μπροστινής σειράς και στο κάτω μέρος του συλλέκτη της πίσω σειράς. [Y. Tripanagnostopoulos and M. Souliotis, 2005] Εικόνα 47: Διάταξη συλλεκτών σε διαδοχικές σειρές με ενισχυτικό ανακλαστήρα 60

61 Με μια τέτοια διάταξη η προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία στους ηλιακούς συλλέκτες παρουσιάζεται αυξημένη καθ όλη τη διάρκεια του έτους και έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της αποδιδόμενης θερμικής ενέργειας της εγκατάστασης Εικόνα 48: Διαγράμματα Μέσης Ημερήσιας Αποδοτικότητας για σύστημα επίπεδου συλλέκτη - κατόπτρου τις τέσσερις εποχές του έτους [Y. Tripanagnostopoulos and M. Souliotis,2005] Τα αποτελέσματα μελετών έδειξαν πως η συμβολή των κατόπτρων στις ηλιακές εγκαταστάσεις επιπέδων ηλιακών συλλεκτών είναι ικανοποιητική για τις χαμηλές θερμοκρασίες λειτουργίας και εκτιμάται ότι είναι σημαντική και για τις υψηλότερες θερμοκρασίες λειτουργίας (εικ. 48). Το αποτέλεσμα αυτό είναι συνέπεια της αύξησης της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας, από την οποία υπερκαλύπτονται οι μεγάλες θερμικές απώλειες των συλλεκτών στις υψηλότερες θερμοκρασίες λειτουργίας. Επίσης, έδειξαν μια ικανοποιητική ταύτιση υπολογισθείσας κατανομής ηλιακής ακτινοβολίας στην απορροφητική επιφάνεια και ανύψωσης της θερμοκρασίας της. 61

62 Εικόνα 49: Διαγράμματα κατανομής ποσοστού απορροφούμενης ηλιακής ακτινοβολίας και θερμοκρασίας απορροφητικής επιφάνειας σε κατάσταση στασιμότητας [Ι.Τρυπαναγνωστόπουλος et al, 2002] Η προσθήκη επιπέδων κατόπτρων σε ηλιακές εγκαταστάσεις επιπέδων συλλεκτών μπορεί να αυξήσει την αποδιδόμενη θερμότητα σε αξιόλογο ποσοστό, το οποίο όμως εξαρτάται από την θερμοκρασία και τις συνθήκες λειτουργίας. Το πρόσθετο κόστος (κάτοπτρα, στηρίγματα, κλπ) εκτιμάται ότι για κατοπτρική επιφάνεια ίση προς την συλλεκτική επιφάνεια είναι περίπου 20%, για απλού τύπου επίπεδους συλλέκτες και μικρότερο για συλλέκτες υψηλότερης αποδοτικότητας (π.χ επιλεκτικού απορροφητή). Κατά συνέπεια η χρήση των κατόπτρων κρίνεται οικονομικά αποδοτική για εφαρμογές όπου η θερμοκρασία λειτουργίας υπερβαίνει τους 40 ο C ή 50 ο C, χρησιμοποιούνται αποδοτικότεροι επίπεδοι συλλέκτες και η ηλιακή εγκατάσταση λειτουργεί τουλάχιστον την περίοδο από την άνοιξη έως και το φθινόπωρο. Τέτοιες εφαρμογές είναι η θέρμανση νερού σε πολυκατοικίες, ξενοδοχεία, νοσοκομεία, βιομηχανίες, καθώς και θέρμανση υγρών για χρήση σε διάταξη κλιματισμού χώρων ή ψύξη προϊόντων, αφύγρανση βιομηχανικών ή αγροτικών προϊόντων, κλπ [Ι.Τρυπαναγνωστόπουλος et al, 2002] 62

63 3.3.2 Φωτοβολταϊκά συστήματα Υβριδικά θερμικά φωτοβολταϊκά συστήματα Το αυξανόμενο ενδιαφέρον στις τεχνολογίες συγκεντρωτικών φωτοβολταϊκών (CPV) ξεκινάει με τη δυνατότητα της σημαντικής μείωσης του κόστους παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από φωτοβολταϊκά. Η ιδέα πίσω από τα CPV είναι να χρησιμοποιηθούν οπτικά υλικά τα οποία αυξάνουν την ακτινοβολία που προσπίπτει πάνω στα φωτοβολταϊκά πλαίσια, κάτι που επιτρέπει τη μείωση της επιφάνειας τους για την ίδια παραγωγή ενέργειας. Γενικά μπορεί να θεωρηθεί ως μια μετάβαση από το ακριβό υλικό των φωτοβολταϊκών (πυρίτιο, κ.α.) σε οπτικές λύσεις με λογικές τιμές. Υπάρχει ένα μεγάλο πλήθος διατάξεων CPV οι οποίες είναι διαθέσιμες σήμερα. Μια από τις πιο γνωστές είναι η μέθοδος V-trough (εικ. 50), και θεωρείται από τις βασικότερες βραχυπρόθεσμες λύσεις. Ο δύο κύριοι λόγοι είναι η οπτική διαμόρφωση (γενικά με κατοπτρικούς ανακλαστήρες) η οποία επιτρέπει μεγάλη ομοιογένεια με μέτρια ακρίβεια παρακολούθησης του ήλιου, που οδηγεί σε αποφυγή υψηλού κόστους της διάταξης, και η χρήση τυπικών φωτοβολταϊκών πυριτίου, μια τεχνολογία που έχει αποδείξει την αξιοπιστία της για πολλά χρόνια και βρίσκεται σε παραγωγή μεγάλης κλίμακας. [Filipa Reis et al., 2010 ] Εικόνα 50: Διάταξη τύπου V-trough [C.S. Sangani, C.S. Solanki, 2006] Στοχεύοντας στην βελτίωση της αποδιδόμενης ηλεκτρικής ενέργειας από τα φωτοβολταϊκά πλαίσια, μια ακόμα διάταξη που έχει μελετηθεί είναι η σύζευξή τους με διάχυτους ανακλαστήρες. Η προσθήκη των διάχυτων ανακλαστήρων μεταξύ των παράλληλων σειρών των φωτοβολταϊκών πλαισίων αυξάνει κατά 5% περίπου το κόστος της ηλιακής εγκατάστασης αλλά το όφελος που προκύπτει από την αύξηση της αποδιδόμενης ηλεκτρικής ενέργειας μπορεί να φθάνει ακόμη και το 30%. Η διαφορά αυτή εκτιμάται σημαντική λαμβάνοντας υπ όψιν την χαμηλή γενικά απόδοση των φωτοβολταϊκών (περίπου 15% για c-si, 12% για pc-si και 5% για a-si). Στην εικ. 51 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα από δοκιμές φωτοβολταϊκού πλαισίου pc-si με πρόσθετη ηλιακή ακτινοβολία από διάχυτο ανακλαστήρα φύλλου αλουμινίου. Τα αποτελέσματα δείχνουν την σημαντική επίδραση του διάχυτου ανακλαστήρα, ιδιαίτερα με την αύξηση του λόγου C, που επιτυγχάνει ακόμη και 63

64 αύξηση πάνω από 30% για την μέγιστη πρακτικά επιτυγχανόμενη συγκέντρωση C=1.5. Εικόνα 51: Επιτυγχανόμενη ηλεκτρική απόδοση η el φωτοβολταϊκού pc-si με διάχυτους ανακλαστήρες για 1.0 C 1.5. [Ι. Τρυπαναγνωστόπουλος, Μ. Σουλιώτης, 2001] Η αποδοτική εφαρμογή των τυπικών φβ πλαισίων σε CPV συστήματα περιορίζεται σε συγκεντρώσεις μερικών ήλιων. Ιδεατά, καθώς η ακτινοβολία ενισχύεται μέσω της συγκέντρωσης, η πυκνότητα του ρεύματος αυξάνεται, οδηγώντας σε μεγαλύτερη απόδοση του φωτοβολταϊκού. Όμως, αυτή η αύξηση στην ακτινοβολία θα οδηγεί σε νέες προκλήσεις: υψηλότερη θερμοκρασία λειτουργίας, η οποία μειώνει την τάση ανοιχτού κυκλώματος (V oc ), μεγάλες απώλειες αντίστασης σε σειρά, λόγω της μεγαλύτερης ροής ρεύματος από τον emitter προς το front grid (το οποίο έχει αρχικά σχεδιαστεί να λειτουργεί υπό ακτινοβολία 1000 W/m 2 και πιθανόν επιταχυνόμενο ρυθμό γήρανσης των φωτοβολταϊκών που προέρχεται από υψηλότερη έκθεση σε ακτινοβολία. Το μεγαλύτερο μέρος της απορροφούμενης ηλιακής ακτινοβολίας από τα φωτοβολταϊκά (φβ) κύτταρα δεν μετατρέπεται σε ηλεκτρισμό αλλά σε θερμότητα, η οποία συντελεί στην αύξηση της θερμοκρασίας τους με συνέπεια την μείωση της ηλεκτρικής τους απόδοσης. Η απαγωγή της θερμότητας από τα φβ πλαίσια βοηθά όχι μόνο στη μείωση της θερμοκρασίας λειτουργίας τους αλλά μπορεί και να αξιοποιηθεί αυξάνοντας τη συνολική ενεργειακή τους απόδοση. Τα ηλιακά συστήματα που έχουν τη δυνατότητα να παρέχουν τόσο ηλεκτρική όσο και θερμική ενέργεια είναι τα υβριδικά φωτοβολταϊκά / θερμικά (φβ/θ ή PV/T) συστήματα, τα οποία αναπτύσσονται τελευταία και έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούνται σε επιδεικτικές εφαρμογές. 64

65 Τα υβριδικά φβ/θ συστήματα συνίστανται από φβ πλαίσια με ενσωματωμένη θερμική μονάδα απολαβής της θερμότητας του φβ, όπου ένα κυκλοφορούν ρευστό χαμηλότερης θερμοκρασίας αυτής του φβ θερμαίνεται ψύχοντάς το. Η χρήση του νερού ως ρευστού απολαβής της θερμότητας είναι αποδοτική όλο το έτος, κυρίως σε χώρες με ήπιο ή θερμό κλίμα. Αυτές οι υβριδικές διατάξεις μπορούν να αξιοποιηθούν για την θέρμανση του νερού σε χαμηλές θερμοκρασίες (μέχρι 40ºC) ώστε να επιτυγχάνεται παράλληλα και η διατήρηση χαμηλής θερμοκρασίας στα φβ πλαίσια (εικ. 52). Η απαγωγή θερμότητας με κυκλοφορία αέρα απαιτεί απλούστερη και φθηνότερη διάταξη, αλλά η ψύξη του φωτοβολταϊκού είναι λιγότερο αποδοτική. Όταν ο αέρας του περιβάλλοντος έχει θερμοκρασία μεγαλύτερη των 20ºC τα φβ/θ συστήματα αέρα έχουν περιορισμένες δυνατότητες εφαρμογής (κυρίως φυσικός αερισμός σε κτίρια και θέρμανση αέρα για ορισμένες βιομηχανικές και αγροτικές διεργασίες). [Ι. Τρυπαναγνωστόπουλος et al, 2005] Εικόνα 52: Τύποι υβριδικών φωτοβολταϊκών/θερμικών συλλεκτών Στην περίπτωση που συνδυάζονται τα φβ με ακίνητα κάτοπτρα προτείνεται η χρήση διάχυτων ανακλαστήρων. Με τους ανακλαστήρες αυτούς εξασφαλίζεται μια σχεδόν ομοιόμορφη κατανομή της πρόσθετης ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια των φβ πλαισίων (εικ. 53). Οι διάχυτοι ανακλαστήρες παρέχουν λιγότερη πρόσθετη ενέργεια σε σύγκριση με τις συνήθεις κατοπτρικές διατάξεις, αλλά αυτές προκαλούν έντονες διαφορές της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια των φβ πλαισίων, που οδηγεί στη μείωση της ηλεκτρικής τους απόδοσης [Ι. Τρυπαναγνωστόπουλος et al, 2005] 65

66 Εικόνα 53: Συνδυασμός φβ/θ συσκευών με επίπεδους διάχυτους ανακλαστήρες σε διάταξη οριζόντιας οροφής κτιρίου. Οι διάχυτοι ανακλαστήρες ακουμπούν στο πάνω μέρος των φβ/θ συσκευών της μιας σειράς και στο κάτω μέρος των φβ/θ συσκευών της πίσω σειράς. Με την διάταξη αυτή η προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία στα φβ πλαίσια είναι αυξημένη όλο το έτος και έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της αποδιδόμενης ηλεκτρικής και θερμικής ενέργειας της εγκατάστασης. Οι διάχυτοι ανακλαστήρες προτείνεται αντί των συνήθων κατοπτρικών επιφανειών, επειδή εξασφαλίζει μια σχεδόν ομοιόμορφη κατανομή της ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια των φβ πλαισίων και κατά συνέπεια αποφεύγεται η μείωση της ηλεκτρικής απόδοσης λόγω διαφορετικής έντασης φωτός στην επιφάνειά τους. Η εφαρμογή των διάχυτων ανακλαστήρων στις θερμοσιφωνικές συσκευές μπορεί να είναι πιο αποτελεσματική καθώς είναι δυνατή η χρήση ρυθμιζόμενου ανακλαστήρα με συνέπεια την βέλτιστη συλλογή ανακλώμενης ηλιακής ακτινοβολίας. Η διάταξη αυτή μπορεί να είναι και πρακτικά λειτουργική, καθώς είναι αρκετά αποδοτική ακόμη και με 4-6 ρυθμίσεις κατά την διάρκεια τη χρονιάς Αξιοποίηση της διαθέσιμης επιφάνειας οριζόντιας οροφής κτιρίων Η τοποθέτηση ηλιακών συσκευών στην επιφάνεια οριζόντιας οροφής κτιρίων συσχετίζεται σε μεγάλο βαθμό με το εμβαδόν, το σχήμα και τον προσανατολισμό της επιφάνειας, την ύπαρξη διαφόρων εμποδίων και την σκίαση μέρους της επιφάνειας από μικρού μεγέθους πρόσθετα κτίσματα (π.χ. κλιμακοστάσιοανελκυστήρας). Θεωρώντας παράλληλες σειρές ηλιακών συσκευών, η απόσταση μεταξύ τους καθορίζεται από το μήκος L της μονάδας ηλιακής συσκευής και το γεωγραφικό πλάτος λ του τόπου εγκατάστασης. Στο επόμενο σχήμα (εικ. 54) δείχνεται η γεωμετρία δύο διαδοχικών σειρών ηλιακών συσκευών, οι οποίες είναι τοποθετημένες με κλίση β ως προς το οριζόντιο επίπεδο και έχουν απόσταση Dmin για την περίπτωση που ο ήλιος βρίσκεται στο χαμηλότερο ύψος του για τον δεδομένο τόπο της ηλιακής εγκατάστασης και υπάρχει οριακή αποφυγή σκίασης το μεσημέρι. Η ελάχιστη απόσταση Dmin υπολογίζεται από τη σχέση : 66

67 Dmin = Lcos(β-θ ζ )/cosθ ζ, όπου θ ζ η ζενίθεια γωνία του ήλιου για το γεωγραφικό πλάτος λ της τοποθεσίας εγκατάστασης στο χειμερινό ηλιοστάσιο και είναι καθοριστική για τις διατάξεις φωτοβολταϊκών. [Τρυπαναγνωστόπουλος I. Μ. Σουλιώτης, 2001] Εικόνα 54: Δύο διαδοχικές σειρές ηλιακών συσκευών στην ελάχιστη απόσταση για την αποφυγή σκίασης Για τις διατάξεις θερμικών συλλεκτών δεν είναι πάντα υποχρεωτική η απαίτηση αυτής της απόστασης μεταξύ των σειρών επειδή η σκίαση μπορεί να περιοριστεί σε μια μικρή αρνητική επίδραση στην αποδοτική λειτουργία των συσκευών αυτών, ιδιαίτερα αν η θερμοκρασία εισόδου Τ i του ρευστού είναι χαμηλή και πλησίον της θερμοκρασίας περιβάλλοντος Τ α. Στα φωτοβολταϊκά ακόμη και ένα πολύ μικρό ποσοστό σκίασης έχει ως αποτέλεσμα μεγάλη μείωση της ηλεκτρικής τους απόδοσης. Για Τ i αρκετά υψηλότερη από την Τ α τότε το σκιασμένο τμήμα του συλλέκτη έχει θερμικές απώλειες ανάλογα του ποσοστού σκίασης. Με την τοποθέτηση των θερμικών ηλιακών συλλεκτών σε παράλληλες σειρές που βρίσκονται σε μικρότερη απόσταση επιτυγχάνεται η συλλογή περισσότερου ποσοστού της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας στην οριζόντια επιφάνεια κατά την περίοδο άνοιξη έως φθινόπωρο, αξιοποιώντας έτσι καλύτερα την δεδομένη διαθέσιμη επιφάνεια του κτιρίου. Εναλλακτική περίπτωση είναι η αξιοποίηση της διαθέσιμης επιφάνειας μεταξύ των παράλληλων σειρών με την τοποθέτηση ανακλαστήρων από το πάνω μέρος της εμπρόσθιας σειράς συλλεκτών στο κάτω μέρος της επόμενης. Με τον τρόπο αυτό χρησιμοποιείται σχεδόν ο ίδιος αριθμός ηλιακών συλλεκτών της πρώτης διάταξης με αξιοποίηση της ηλιακής ακτινοβολίας που προσπίπτει μεταξύ των σειρών συλλεκτών, όπως περίπου γίνεται με τη δεύτερη διάταξη (εικ 55). Η χρήση των κατόπτρων μεταξύ των σειρών δεν συμβάλλει μόνο στην συλλογή περισσότερης ηλιακής ακτινοβολίας αλλά αυξάνει επιπλέον και την απόδοση των χρησιμοποιούμενων ηλιακών συλλεκτών. Αυτή η βελτίωση οφείλεται στην αυξημένη πυκνότητα της ηλιακής ακτινοβολίας στην απορροφητική επιφάνεια των συλλεκτών. Με την επιπλέον αυτή ηλιακή ενέργεια καλύπτεται σε κάποιο βαθμό η 67

68 ενέργεια των θερμικών απωλειών τους, παρέχοντας έτσι την δυνατότητα για αποδοτική λειτουργία τους σε υψηλότερη θερμοκρασία. Μια εναλλακτική διάταξη παράλληλων σειρών συλλεκτών με προσθήκη ενισχυτικών κατόπτρων είναι εκείνη που για χαμηλά ύψη του ήλιου (χειμώνας) δημιουργείται ένα μικρό ποσοστό σκίασης, αλλά η επιπλέον ηλιακή ακτινοβολία με τη χρήση των κατόπτρων υπερκαλύπτει την μειωμένη αυτή ενεργειακή απολαβή την υπόλοιπη περίοδο (άνοιξη έως φθινόπωρο). Σχετικά με τις διατάξεις των παράλληλων σειρών φωτοβολταϊκών πλαισίων, είναι εντελώς απαραίτητη η εξασφάλιση ελάχιστης απόστασης για την αποφυγή οποιουδήποτε ποσοστού σκίασης. Στην περίπτωση που συνδυάζονται τα φωτοβολταϊκά με ακίνητα κάτοπτρα είναι απαραίτητη η χρήση διάχυτων ανακλαστήρων. Με τους ανακλαστήρες αυτούς εξασφαλίζεται μια σχεδόν ομοιόμορφη κατανομή της πρόσθετης ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια των φωτοβολταϊκών πλαισίων. Οι διάχυτοι ανακλαστήρες παρέχουν λιγότερη πρόσθετη ενέργεια σε σύγκριση με τις συνήθεις κατοπτρικές διατάξεις, αλλά αυτές προκαλούν έντονες διαφορές της προσπίπτουσας ηλιακής ακτινοβολίας στην επιφάνεια των φωτοβολταϊκών πλαισίων, που οδηγεί στη μείωση της ηλεκτρικής τους απόδοσης. [ Τρυπαναγνωστόπουλος I., Μ. Σουλιώτης, 2001] Εικόνα 55: Εναλλακτικοί τρόποι τοποθέτησης παράλληλων σειρών ηλιακών συσκευών στην οριζόντια οροφή κτιρίων Αισθητική ενσωμάτωση ενισχυτικών ανακλαστήρων σε κτήρια Η εγκατάσταση ηλιακών συσκευών σε ένα κτίριο συσχετίζεται με την αρχιτεκτονική του και η ευρύτερη εφαρμογή τους πρέπει να βασίζεται στην εναρμονισμένη ενσωμάτωσή τους στην αισθητική του κτιρίου. Στις περιπτώσεις των παράλληλων σειρών ηλιακών συστημάτων οι βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν την αισθητική ένταξή τους είναι το σχετικό ύψος της εγκατάστασης, το χρώμα των απορροφητικών επιφανειών και η οπτική όχληση που προκύπτει από το ανακλώμενο φως. Οι παράγοντες αυτοί δεν περιλαμβάνονται συνήθως στα κύρια κριτήρια που τίθενται για την λήψη απόφασης και την υλοποίηση μιας ηλιακής εγκατάστασης, αλλά η 68

ΗλιακήΓεωµετρία. Γιάννης Κατσίγιαννης

ΗλιακήΓεωµετρία. Γιάννης Κατσίγιαννης ΗλιακήΓεωµετρία Γιάννης Κατσίγιαννης ΗηλιακήενέργειαστηΓη Φασµατικήκατανοµήτηςηλιακής ακτινοβολίας ΗκίνησητηςΓηςγύρωαπότονήλιο ΗκίνησητηςΓηςγύρωαπότονήλιοµπορεί να αναλυθεί σε δύο κύριες συνιστώσες: Περιφορά

Διαβάστε περισσότερα

Ηλιακήενέργεια. Ηλιακή γεωµετρία. Εργαστήριο Αιολικής Ενέργειας Τ.Ε.Ι. Κρήτης. ηµήτρης Αλ. Κατσαπρακάκης

Ηλιακήενέργεια. Ηλιακή γεωµετρία. Εργαστήριο Αιολικής Ενέργειας Τ.Ε.Ι. Κρήτης. ηµήτρης Αλ. Κατσαπρακάκης Ηλιακήενέργεια Ηλιακή γεωµετρία Εργαστήριο Αιολικής Ενέργειας Τ.Ε.Ι. Κρήτης ηµήτρης Αλ. Κατσαπρακάκης Ηλιακήγεωµετρία Ηλιακήγεωµετρία Η Ηλιακή Γεωµετρία αναφέρεται στη µελέτη της θέσης του ήλιου σε σχέση

Διαβάστε περισσότερα

Ήπιες Μορφές Ενέργειας

Ήπιες Μορφές Ενέργειας Ήπιες Μορφές Ενέργειας Ενότητα 2: Ελευθέριος Αμανατίδης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών Περιεχόμενα ενότητας Ο Ήλιος ως πηγή ενέργειας Κατανομή ενέργειας στη γη Ηλιακό φάσμα και ηλιακή σταθερά

Διαβάστε περισσότερα

Εξοικονόμηση ενέργειας και χρήση συστημάτων ηλιακής ενέργειας στα κτίρια. Εμμανουήλ Σουλιώτης

Εξοικονόμηση ενέργειας και χρήση συστημάτων ηλιακής ενέργειας στα κτίρια. Εμμανουήλ Σουλιώτης Εξοικονόμηση ενέργειας και χρήση συστημάτων ηλιακής ενέργειας στα κτίρια Εμμανουήλ Σουλιώτης Πρόβλεψη για τις ΑΠΕ μέχρι το 2100 ΗΛΙΟΣ ΑΝΕΜΟΣ ΒΙΟΜΑΖΑ ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ ΝΕΡΟ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΟΡΥΚΤΑ ΚΑΥΣΙΜΑ Οι προβλέψεις

Διαβάστε περισσότερα

ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΙ ΕΙΝΑΙ?

ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΙ ΕΙΝΑΙ? ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΙ ΕΙΝΑΙ? Η ηλιακή ενέργεια που προσπίπτει στην επιφάνεια της γης είναι ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία που παράγεται στον ήλιο. Φτάνει σχεδόν αµετάβλητη στο ανώτατο στρώµατηςατµόσφαιρας του

Διαβάστε περισσότερα

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Ορισμός «Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) είναι οι μη ορυκτές ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, δηλαδή η αιολική, η ηλιακή και η γεωθερμική ενέργεια, η ενέργεια κυμάτων, η παλιρροϊκή ενέργεια, η υδραυλική

Διαβάστε περισσότερα

Ήπιες µορφές ενέργειας

Ήπιες µορφές ενέργειας ΕΒ ΟΜΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ήπιες µορφές ενέργειας Α. Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής Επιλέξετε τη σωστή από τις παρακάτω προτάσεις, θέτοντάς την σε κύκλο. 1. ΥΣΑΡΕΣΤΗ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΣΥΝΕΠΕΙΑ ΤΗΣ ΧΡΗΣΗΣ ΤΩΝ ΟΡΥΚΤΩΝ ΚΑΥΣΙΜΩΝ

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ 1 η ΟΜΑΔΑ ΑΣΚΗΣΕΩΝ Κεφάλαιο 2 ο Συστήματα αστρονομικών συντεταγμένων και χρόνος ΑΣΚΗΣΗ 1 η (α) Να εξηγηθεί γιατί το αζιμούθιο της ανατολής και της δύσεως του Ηλίου σε ένα τόπο,

Διαβάστε περισσότερα

Μελέτη κάλυψης ηλεκτρικών αναγκών νησιού με χρήση ΑΠΕ

Μελέτη κάλυψης ηλεκτρικών αναγκών νησιού με χρήση ΑΠΕ Τ.Ε.Ι. ΠΕΙΡΑΙΑ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ Μελέτη κάλυψης ηλεκτρικών αναγκών νησιού με χρήση ΑΠΕ Σπουδαστές: ΤΣΟΛΑΚΗΣ ΧΡΗΣΤΟΣ ΧΡΥΣΟΒΙΤΣΙΩΤΗ ΣΟΦΙΑ Επιβλέπων καθηγητής: ΒΕΡΝΑΔΟΣ ΠΕΤΡΟΣ

Διαβάστε περισσότερα

Γεωθερμία Εξοικονόμηση Ενέργειας

Γεωθερμία Εξοικονόμηση Ενέργειας GRV Energy Solutions S.A Γεωθερμία Εξοικονόμηση Ενέργειας Ανανεώσιμες Πηγές Σκοπός της GRV Ενεργειακές Εφαρμογές Α.Ε. είναι η κατασκευή ενεργειακών συστημάτων που σέβονται το περιβάλλον με εκμετάλλευση

Διαβάστε περισσότερα

ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΗΛΙΑΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΤΗΝ ΚΡΗΤΗ

ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΗΛΙΑΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΤΗΝ ΚΡΗΤΗ ΣΕΠΤΕΜΒΡΙΟΣ-ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2006 ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΡΟΝΙΚΑ 1 ΔΥΝΑΜΙΚΟ ΗΛΙΑΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΤΗΝ ΚΡΗΤΗ Γ. ΖΗΔΙΑΝΑΚΗΣ, Μ. ΛΑΤΟΣ, Ι. ΜΕΘΥΜΑΚΗ, Θ. ΤΣΟΥΤΣΟΣ Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος, Πολυτεχνείο Κρήτης ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στην εργασία

Διαβάστε περισσότερα

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Project Τμήμα Α 3

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Project Τμήμα Α 3 Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας Project Τμήμα Α 3 Ενότητες εργασίας Η εργασία αναφέρετε στις ΑΠΕ και μη ανανεώσιμες πήγες ενέργειας. Στην 1ενότητα θα μιλήσουμε αναλυτικά τόσο για τις ΑΠΕ όσο και για τις μη

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΕΥΘΥΝΕΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΕΣ: Κωνσταντινιά Τσιρογιάννη. Βασιλική Χατζηκωνσταντίνου (ΠΕ04)

ΥΠΕΥΘΥΝΕΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΕΣ: Κωνσταντινιά Τσιρογιάννη. Βασιλική Χατζηκωνσταντίνου (ΠΕ04) ΥΠΕΥΘΥΝΕΣ ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΕΣ: Κωνσταντινιά Τσιρογιάννη (ΠΕ02) Βασιλική Χατζηκωνσταντίνου (ΠΕ04) Β T C E J O R P Υ Ν Η Μ Α Ρ Τ ΤΕ Α Ν Α Ν Ε Ω ΣΙ Μ ΕΣ Π Η ΓΕ Σ ΕΝ Ε Ρ ΓΕ Ι Α Σ. Δ Ι Ε Ξ Δ Σ Α Π ΤΗ Ν Κ Ρ Ι ΣΗ 2 Να

Διαβάστε περισσότερα

3. ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΣΕ ΚΕΚΛΙΜΕΝΟ ΕΠΙΠΕ Ο

3. ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΣΕ ΚΕΚΛΙΜΕΝΟ ΕΠΙΠΕ Ο Σηµειώσεις ΑΠΕ Ι Κεφ. 3 ρ Π. Αξαόπουλος Σελ. 1 3. ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΣΕ ΚΕΚΛΙΜΕΝΟ ΕΠΙΠΕ Ο Η γνώση της ηλιακής ακτινοβολίας που δέχεται ένα κεκλιµένο επίπεδο είναι απαραίτητη στις περισσότερες εφαρµογές

Διαβάστε περισσότερα

Πηγές ενέργειας - Πηγές ζωής

Πηγές ενέργειας - Πηγές ζωής Πηγές ενέργειας - Πηγές ζωής Κέντρο Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης Καστρίου 2014 Παράγει ενέργεια το σώμα μας; Πράγματι, το σώμα μας παράγει ενέργεια! Για να είμαστε πιο ακριβείς, παίρνουμε ενέργεια από τις

Διαβάστε περισσότερα

Περιβαλλοντική Διάσταση των Τεχνολογιών ΑΠΕ

Περιβαλλοντική Διάσταση των Τεχνολογιών ΑΠΕ Περιβαλλοντική Διάσταση των Τεχνολογιών ΑΠΕ Ομιλητές: Ι. Νικολετάτος Σ. Τεντζεράκης, Ε. Τζέν ΚΑΠΕ ΑΠΕ και Περιβάλλον Είναι κοινά αποδεκτό ότι οι ΑΠΕ προκαλούν συγκριτικά τη μικρότερη δυνατή περιβαλλοντική

Διαβάστε περισσότερα

Θερμική νησίδα», το πρόβλημα στις αστικές περιοχές. Παρουσίαση από την Έψιλον-Έψιλον Α.Ε.

Θερμική νησίδα», το πρόβλημα στις αστικές περιοχές. Παρουσίαση από την Έψιλον-Έψιλον Α.Ε. Θερμική νησίδα», το πρόβλημα στις αστικές περιοχές. Παρουσίαση από την Έψιλον-Έψιλον Α.Ε. Η ένταση της Θερμικής νησίδας στον κόσμο είναι πολύ υψηλή Ένταση της θερμικής νησίδας κυμαίνεται μεταξύ 1-10 o

Διαβάστε περισσότερα

Εργασία στο μάθημα «Οικολογία για μηχανικούς» Θέμα: «Το φαινόμενο του θερμοκηπίου»

Εργασία στο μάθημα «Οικολογία για μηχανικούς» Θέμα: «Το φαινόμενο του θερμοκηπίου» Εργασία στο μάθημα «Οικολογία για μηχανικούς» Θέμα: «Το φαινόμενο του θερμοκηπίου» Επιβλέπουσα καθηγήτρια: κ.τρισεύγενη Γιαννακοπούλου Ονοματεπώνυμο: Πάσχος Απόστολος Α.Μ.: 7515 Εξάμηνο: 1 ο Το φαινόμενο

Διαβάστε περισσότερα

Ήπιες Μορφές Ενέργειας

Ήπιες Μορφές Ενέργειας ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Ήπιες Μορφές Ενέργειας Ενότητα 1: Εισαγωγή Καββαδίας Κ.Α. Τμήμα Μηχανολογίας Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται

Διαβάστε περισσότερα

Η ΓΗ ΣΑΝ ΠΛΑΝΗΤΗΣ. Γεωγραφικά στοιχεία της Γης Σχήµα και µέγεθος της Γης - Κινήσεις της Γης Βαρύτητα - Μαγνητισµός

Η ΓΗ ΣΑΝ ΠΛΑΝΗΤΗΣ. Γεωγραφικά στοιχεία της Γης Σχήµα και µέγεθος της Γης - Κινήσεις της Γης Βαρύτητα - Μαγνητισµός Η ΓΗ ΣΑΝ ΠΛΑΝΗΤΗΣ Γεωγραφικά στοιχεία της Γης Σχήµα και µέγεθος της Γης - Κινήσεις της Γης Βαρύτητα - Μαγνητισµός ρ. Ε. Λυκούδη Αθήνα 2005 Γεωγραφικά στοιχεία της Γης Η Φυσική Γεωγραφία εξετάζει: τον γήινο

Διαβάστε περισσότερα

Ενσωμάτωση Βιοκλιματικών Τεχνικών και Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στα Σχολικά Κτήρια σε Συνδυασμό με Περιβαλλοντική Εκπαίδευση

Ενσωμάτωση Βιοκλιματικών Τεχνικών και Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στα Σχολικά Κτήρια σε Συνδυασμό με Περιβαλλοντική Εκπαίδευση Ενσωμάτωση Βιοκλιματικών Τεχνικών και Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας στα Σχολικά Κτήρια σε Συνδυασμό με Περιβαλλοντική Εκπαίδευση Κατερίνα Χατζηβασιλειάδη Αρχιτέκτων Μηχανικός ΑΠΘ 1. Εισαγωγή Η προστασία

Διαβάστε περισσότερα

Ορισμοί και βασικές έννοιες της αβαθούς γεωθερμίας Συστήματα αβαθούς γεωθερμίας

Ορισμοί και βασικές έννοιες της αβαθούς γεωθερμίας Συστήματα αβαθούς γεωθερμίας Ορισμοί και βασικές έννοιες της αβαθούς γεωθερμίας Συστήματα Ενότητες: 1.1 Η παροχή θερμικής ενέργειας στα κτίρια 1.2 Τα συστήματα της σε ευρωπαϊκό & τοπικό επίπεδο 1.3 Το δυναμικό των συστημάτων της 1.1

Διαβάστε περισσότερα

Πράσινο & Κοινωνικό Επιχειρείν

Πράσινο & Κοινωνικό Επιχειρείν Πράσινο & Κοινωνικό Επιχειρείν 1 Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας (ΑΠΕ) Eίναι οι ενεργειακές πηγές (ο ήλιος, ο άνεμος, η βιομάζα, κλπ.), οι οποίες υπάρχουν σε αφθονία στο φυσικό μας περιβάλλον Το ενδιαφέρον

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΓΕΩΦΥΣΙΚΗ 24.11.2005 Η ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ MILANKOVITCH

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΓΕΩΦΥΣΙΚΗ 24.11.2005 Η ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ MILANKOVITCH TZΕΜΟΣ ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ Α.Μ. 3507 ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΓΕΩΦΥΣΙΚΗ 24.11.2005 Η ΘΕΩΡΙΑ ΤΟΥ MILANKOVITCH Όλοι γνωρίζουμε ότι η εναλλαγή των 4 εποχών οφείλεται στην κλίση που παρουσιάζει ο άξονας περιστροφής

Διαβάστε περισσότερα

ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΤΗΣ ΠΑΓΚΟΣΜΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΩΣ ΤΟ 2050 (WETO-H2)

ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΤΗΣ ΠΑΓΚΟΣΜΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΩΣ ΤΟ 2050 (WETO-H2) ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ ΤΗΣ ΠΑΓΚΟΣΜΙΑΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΩΣ ΤΟ 2050 (WETO-H2) ΒΑΣΙΚΑ ΜΗΝΥΜΑΤΑ Στο πλαίσιο της µελέτης WETO-H2 εκπονήθηκε σενάριο προβλέψεων και προβολών αναφοράς για το παγκόσµιο σύστηµα ενέργειας

Διαβάστε περισσότερα

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας Ανανεώσιμες πηγές ενέργειας Κέντρο Περιβαλλοντικής Εκπαίδευσης Καστρίου 2013 Ενέργεια & Περιβάλλον Το ενεργειακό πρόβλημα (Ι) Σε τι συνίσταται το ενεργειακό πρόβλημα; 1. Εξάντληση των συμβατικών ενεργειακών

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΑΕΡΑ ΚΑΙ ΕΔΑΦΟΥΣ ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου 3. ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΑΕΡΑ ΚΑΙ ΕΔΑΦΟΥΣ

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο ήπιων µορφών ενέργειας

Εργαστήριο ήπιων µορφών ενέργειας Εργαστήριο ήπιων µορφών ενέργειας Ενότητα: Υπολογισµοί ηλιακής ακτινοβολίας Ταουσανίδης Νίκος Τµήµα ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ & ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΥ 1 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται

Διαβάστε περισσότερα

Ο δευτερογενής τομέας παραγωγής, η βιομηχανία, παράγει την ηλεκτρική ενέργεια και τα καύσιμα που χρησιμοποιούμε. Η ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ διακρίνεται σε

Ο δευτερογενής τομέας παραγωγής, η βιομηχανία, παράγει την ηλεκτρική ενέργεια και τα καύσιμα που χρησιμοποιούμε. Η ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ διακρίνεται σε στον κόσμο Οι κινήσεις της Ευρώπης για «πράσινη» ενέργεια Χρειαζόμαστε ενέργεια για όλους τους τομείς παραγωγής, για να μαγειρέψουμε το φαγητό μας, να φωταγωγήσουμε τα σπίτια, τις επιχειρήσεις και τα σχολεία,

Διαβάστε περισσότερα

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ 2 ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ 1. Εισαγωγή. Η ενέργεια, όπως είναι γνωστό από τη φυσική, διαδίδεται με τρεις τρόπους: Α) δι' αγωγής Β) δια μεταφοράς Γ) δι'ακτινοβολίας Ο τελευταίος τρόπος διάδοσης

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΝΣΤΙΤΟΥΤΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΝΟΤΙΟΑΝΑΤΟΛΙΚΗΣ ΕΥΡΩΠΗΣ Εφαρμογές Α.Π.Ε. σε Κτίρια και Οικιστικά Σύνολα Μαρία Κίκηρα, ΚΑΠΕ - Τμήμα Κτιρίων Αρχιτέκτων MSc Αναφορές: RES Dissemination, DG

Διαβάστε περισσότερα

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου

ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου 2. ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ ΤΕΙ Καβάλας, Τμήμα Δασοπονίας και Διαχείρισης Φυσικού Περιβάλλοντος Μάθημα Μετεωρολογίας-Κλιματολογίας Υπεύθυνη : Δρ Μάρθα Λαζαρίδου Αθανασιάδου ΗΛΙΑΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ Με τον όρο ακτινοβολία

Διαβάστε περισσότερα

Πρακτικός Οδηγός Εφαρμογής Μέτρων

Πρακτικός Οδηγός Εφαρμογής Μέτρων Πρακτικός Οδηγός Εφαρμογής Μέτρων Φ ο ρ έ α ς υ λ ο π ο ί η σ η ς Δ Η Μ Ο Σ Ι Ο Σ Τ Ο Μ Ε Α Σ Άξονες παρέμβασης Α. Κτιριακές υποδομές Β. Μεταφορές Γ. Ύ δρευση και διαχείριση λυμάτων Δ. Διαχείριση αστικών

Διαβάστε περισσότερα

συν[ ν Από τους υπολογισμούς για κάθε χαρακτηριστική ημέρα του χρόνου προκύπτει ότι η ένταση της ηλιακής ενέργειας στη γη μεταβάλλεται κατά ± 3,5%.

συν[ ν Από τους υπολογισμούς για κάθε χαρακτηριστική ημέρα του χρόνου προκύπτει ότι η ένταση της ηλιακής ενέργειας στη γη μεταβάλλεται κατά ± 3,5%. 1. ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Το θεωρητικό δυναμικό, δηλαδή το ανώτατο φυσικό όριο της ηλιακής ενέργειας που φθάνει στη γή ανέρχεται σε 7.500 Gtoe ετησίως και αντιστοιχεί 75.000 % του παγκόσμιου ενεργειακού ισοζυγίου.

Διαβάστε περισσότερα

ΦΟΙΤΗΤΗΣ: ΔΗΜΑΣ ΝΙΚΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ

ΦΟΙΤΗΤΗΣ: ΔΗΜΑΣ ΝΙΚΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ ΦΟΙΤΗΤΗΣ: ΔΗΜΑΣ ΝΙΚΟΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ: ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ: ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΙΑΣ Θέμα της εργασίας είναι Η αξιοποίηση βιομάζας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Πρόκειται

Διαβάστε περισσότερα

Μήνυμα από τη Φουκουσίμα: Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι το μέλλον!

Μήνυμα από τη Φουκουσίμα: Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι το μέλλον! Μήνυμα από τη Φουκουσίμα: Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι το μέλλον! Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι μία βιώσιμη λύση για να αντικατασταθούν οι επικίνδυνοι και πανάκριβοι πυρηνικοί και ανθρακικοί

Διαβάστε περισσότερα

Τ Ε Χ Ν Ο Λ Ο Γ Ι Α Κ Λ Ι Μ Α Τ Ι Σ Μ Ο Υ ( Ε ) - Φ Ο Ρ Τ Ι Α 1

Τ Ε Χ Ν Ο Λ Ο Γ Ι Α Κ Λ Ι Μ Α Τ Ι Σ Μ Ο Υ ( Ε ) - Φ Ο Ρ Τ Ι Α 1 Τ Ε Χ Ν Ο Λ Ο Γ Ι Α Κ Λ Ι Μ Α Τ Ι Σ Μ Ο Υ ( Ε ) - Φ Ο Ρ Τ Ι Α 1 ΦΟΡΤΙΑ Υπό τον όρο φορτίο, ορίζεται ουσιαστικά το πoσό θερµότητας, αισθητό και λανθάνον, που πρέπει να αφαιρεθεί, αντίθετα να προστεθεί κατά

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕ ΟΝΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ 1. Από που προέρχονται τα αποθέµατα του πετρελαίου. Ποια ήταν τα βήµατα σχηµατισµού ; 2. Ποια είναι η θεωρητική µέγιστη απόδοση

Διαβάστε περισσότερα

ΗλιακοίΣυλλέκτες. Γιάννης Κατσίγιαννης

ΗλιακοίΣυλλέκτες. Γιάννης Κατσίγιαννης ΗλιακοίΣυλλέκτες Γιάννης Κατσίγιαννης Ηλιακοίσυλλέκτες Ο ηλιακός συλλέκτης είναι ένα σύστηµα που ζεσταίνει συνήθως νερό ή αέρα χρησιµοποιώντας την ηλιακή ακτινοβολία Συνήθως εξυπηρετεί ανάγκες θέρµανσης

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΗΛΙΑΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ Με τον όρο Ηλιακή Ενέργεια χαρακτηρίζουμε το σύνολο των διαφόρων μορφών ενέργειας που προέρχονται από τον Ήλιο. Το φως και η θερμότητα που ακτινοβολούνται, απορροφούνται

Διαβάστε περισσότερα

Χριστίνα Αδαλόγλου Βαγγέλης Μαρκούδης Ευαγγελία Σκρέκα Γιώργος Στρακίδης Σωτήρης Τσολακίδης

Χριστίνα Αδαλόγλου Βαγγέλης Μαρκούδης Ευαγγελία Σκρέκα Γιώργος Στρακίδης Σωτήρης Τσολακίδης Χριστίνα Αδαλόγλου Βαγγέλης Μαρκούδης Ευαγγελία Σκρέκα Γιώργος Στρακίδης Σωτήρης Τσολακίδης Οι ανεπανόρθωτες καταστροφές που έχουν πλήξει τον πλανήτη μας, έχουν δημιουργήσει την καθυστερημένη άλλα αδιαμφισβήτητα

Διαβάστε περισσότερα

Γρηγόρης Οικονοµίδης, ρ. Πολιτικός Μηχανικός

Γρηγόρης Οικονοµίδης, ρ. Πολιτικός Μηχανικός Γρηγόρης Οικονοµίδης, ρ. Πολιτικός Μηχανικός ΓΕΩΓΡΑΦΙΚΗ ΘΕΣΗ & ΚΛΙΜΑ Μήκος Πλάτος 23.55 38.01 Ύψος 153 m Μέση θερµοκρασία αέρα περιβάλλοντος (ετήσια) E N 18,7 C Ιανουάριος 9,4 C Ιούλιος 28,7 C Βαθµοηµέρες

Διαβάστε περισσότερα

Η παγκόσμια έρευνα και τα αποτελέσματά της για την Κλιματική Αλλαγή

Η παγκόσμια έρευνα και τα αποτελέσματά της για την Κλιματική Αλλαγή Η παγκόσμια έρευνα και τα αποτελέσματά της για την Κλιματική Αλλαγή Αλκιβιάδης Μπάης Καθηγητής Εργαστήριο Φυσικής της Ατμόσφαιρας Τμήμα Φυσικής - Α.Π.Θ. Πρόσφατη εξέλιξη της παγκόσμιας μέσης θερμοκρασίας

Διαβάστε περισσότερα

ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΤΗΡΙΩΝ. Εύη Τζανακάκη Αρχιτέκτων Μηχ. MSc

ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΤΗΡΙΩΝ. Εύη Τζανακάκη Αρχιτέκτων Μηχ. MSc ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΟΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΤΗΡΙΩΝ Εύη Τζανακάκη Αρχιτέκτων Μηχ. MSc Αρχές ενεργειακού σχεδιασμού κτηρίων Αξιοποίηση των τοπικών περιβαλλοντικών πηγών και τους νόμους ανταλλαγής ενέργειας κατά τον αρχιτεκτονικό

Διαβάστε περισσότερα

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ νέες κατασκευές ανακαίνιση και µετασκευή ιστορικών κτιρίων αναδιαµόρφωση καινούριων κτιρίων έργα "εκ του µηδενός" σε ιστορικά πλαίσια

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ νέες κατασκευές ανακαίνιση και µετασκευή ιστορικών κτιρίων αναδιαµόρφωση καινούριων κτιρίων έργα εκ του µηδενός σε ιστορικά πλαίσια ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ νέες κατασκευές ανακαίνιση και µετασκευή ιστορικών κτιρίων αναδιαµόρφωση καινούριων κτιρίων έργα "εκ του µηδενός" σε ιστορικά πλαίσια 2 Ο φυσικός φωτισµός αποτελεί την τεχνική κατά την οποία

Διαβάστε περισσότερα

Θέρμανση θερμοκηπίων με τη χρήση αβαθούς γεωθερμίας γεωθερμικές αντλίες θερμότητας

Θέρμανση θερμοκηπίων με τη χρήση αβαθούς γεωθερμίας γεωθερμικές αντλίες θερμότητας Θέρμανση θερμοκηπίων με τη χρήση αβαθούς γεωθερμίας γεωθερμικές αντλίες θερμότητας Η θερμοκρασία του εδάφους είναι ψηλότερη από την ατμοσφαιρική κατά τη χειμερινή περίοδο, χαμηλότερη κατά την καλοκαιρινή

Διαβάστε περισσότερα

Να το πάρει το ποτάµι;

Να το πάρει το ποτάµι; Να το πάρει το ποτάµι; Είναι η σκιά ενός σώµατος που το φωτίζει ο Ήλιος. Όπως η σκιά του γνώµονα ενός ηλιακού ρολογιού που µε το αργό πέρασµά της πάνω απ τα σηµάδια των ωρών και µε το ύφος µιας άλλης εποχής

Διαβάστε περισσότερα

Πρακτικός Οδηγός Εφαρμογής Μέτρων

Πρακτικός Οδηγός Εφαρμογής Μέτρων Πρακτικός Οδηγός Εφαρμογής Μέτρων Φ ο ρ έ α ς υ λ ο π ο ί η σ η ς Ν Ο Ι Κ Ο Κ Υ Ρ Ι Α Άξονες παρέμβασης Α. Κτιριακές υποδομές Β. Μεταφορές Γ. Ύ δρευση και διαχείριση λυμάτων Δ. Δ ιαχείριση αστικών στερεών

Διαβάστε περισσότερα

ΠΡΕΣΒΕΙΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΟΣ ΓΡΑΦΕΙΟ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ & EΜΠΟΡΙΚΩΝ ΥΠΟΘΕΣΕΩΝ. Οι πηγές ανανεώσιμης ενέργειας στην Γερμανία

ΠΡΕΣΒΕΙΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΟΣ ΓΡΑΦΕΙΟ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ & EΜΠΟΡΙΚΩΝ ΥΠΟΘΕΣΕΩΝ. Οι πηγές ανανεώσιμης ενέργειας στην Γερμανία ΠΡΕΣΒΕΙΑ ΤΗΣ ΕΛΛΑΔΟΣ ΓΡΑΦΕΙΟ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ & EΜΠΟΡΙΚΩΝ ΥΠΟΘΕΣΕΩΝ Βερολίνο, Μάρτιος 2010 Οι πηγές ανανεώσιμης ενέργειας στην Γερμανία Στόχοι της κυβερνητικής πολιτικής Μείωση των εκπομπών ρύπων έως το 2020

Διαβάστε περισσότερα

Είδη Συλλεκτών. 1.1 Συλλέκτες χωρίς κάλυμμα

Είδη Συλλεκτών. 1.1 Συλλέκτες χωρίς κάλυμμα ΕΝΩΣΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΩΝ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΕΜΙΝΑΡΙΟ ΘΕΡΜΙΚΩΝ ΗΛΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Είδη Συλλεκτών ΧΡΙΣΤΟΔΟΥΛΑΚΗ ΡΟΖA υπ. Διδ. Μηχ. Μηχ. ΕΜΠ MSc Environmental Design & Engineering Φυσικός Παν. Αθηνών ΚΑΠΕ - ΤΜΗΜΑ

Διαβάστε περισσότερα

Ενεργειακοί Υπεύθυνοι Δημοσίων Σχολικών Κτιρίων Ν. ΤΡΙΚΑΛΩΝ

Ενεργειακοί Υπεύθυνοι Δημοσίων Σχολικών Κτιρίων Ν. ΤΡΙΚΑΛΩΝ Ενεργειακοί Υπεύθυνοι Δημοσίων Σχολικών Κτιρίων Ν. ΤΡΙΚΑΛΩΝ Ταχ.Δ/νση: Μπότσαρη 2 Τ.Κ. 42100 Τρίκαλα Τηλέφωνο: 24310-46427 Fax: 24310-35950 ΖΥΓΟΛΑΝΗ ΟΛΓΑ ΠΑΠΑΠΟΣΤΟΛΟΥ ΒΑΣΙΛΙΚΗ Κινητό: 6972990707 Κινητό:

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΗΜΕΡΟ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΕΝΗΜΕΡΩΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΕΠΙΘΕΩΡΗΣΗ ΤΑ ΝΕΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΣΤΙΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ

ΔΙΗΜΕΡΟ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΕΝΗΜΕΡΩΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΕΠΙΘΕΩΡΗΣΗ ΤΑ ΝΕΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΣΤΙΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ ΔΙΗΜΕΡΟ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΕΝΗΜΕΡΩΣΗΣ ΝΕΕΣ ΤΑΣΕΙΣ & ΚΑΝΟΝΙΣΜΟΙ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ & ΤΙΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ ΔΟΜΙΚΟΥ ΜΗΧΑΝΙΚΟΥ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ ΕΠΙΘΕΩΡΗΣΗ ΤΑ ΝΕΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΣΤΙΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΕΣ 1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ Οι απαιτήσεις κατανάλωσης

Διαβάστε περισσότερα

Ατμοσφαιρική ρύπανση και κλιματική αλλαγή. Νικόλαος Σ. Μουσιόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Α.Π.Θ.

Ατμοσφαιρική ρύπανση και κλιματική αλλαγή. Νικόλαος Σ. Μουσιόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Α.Π.Θ. Ατμοσφαιρική ρύπανση και κλιματική αλλαγή Νικόλαος Σ. Μουσιόπουλος Πολυτεχνική Σχολή Α.Π.Θ. AUT/LHTEE Εισαγωγή (1/3) Για 1-2 αιώνες, δηλ. ένα ελάχιστο κλάσμα της παγκόσμιας ιστορίας, καίμε μέσα σε ένα

Διαβάστε περισσότερα

Η ΑΓΟΡΑ ΤΩΝ ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Νέες τεχνολογίες, νέες προκλήσεις. Ηλιοθερµικά συστήµατα για θέρµανση νερού: µια δυναµική αγορά

Η ΑΓΟΡΑ ΤΩΝ ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Νέες τεχνολογίες, νέες προκλήσεις. Ηλιοθερµικά συστήµατα για θέρµανση νερού: µια δυναµική αγορά Η ΑΓΟΡΑ ΤΩΝ ΗΛΙΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Νέες τεχνολογίες, νέες προκλήσεις Εδώ και µια εικοσαετία, οι Έλληνες καταναλωτές έχουν εξοικειωθεί µε τους ηλιακούς θερµοσίφωνες για την παραγωγή ζεστού νερού. Απόρροια

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΘΗΤΙΚΑ ΗΛΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΠΑΘΗΤΙΚΑ ΗΛΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ νέες κατασκευές ανακαίνιση και µετασκευή ιστορικών κτιρίων αναδιαµόρφωση καινούριων κτιρίων έργα "εκ του µηδενός" σε ιστορικά πλαίσια 2 Ο ενεργειακός σχεδιασµός του κτιριακού κελύφους θα πρέπει

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνολογία Ψυχρών Υλικών

Τεχνολογία Ψυχρών Υλικών Τεχνολογία Ψυχρών Υλικών ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΨΥΧΡΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΟ ΑΣΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΤΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΤΗΣ ΑΣΤΙΚΗΣ ΘΕΡΜΙΚΗΣ ΝΗΣΙΔΑΣ Πηγή: LBNL HEAT ISLAND GROUP Αγροτική Εμπορικό περιοχή κέντρο Περιαστική περιοχή (κατοικίες)

Διαβάστε περισσότερα

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας

Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Εργασία από παιδιά του Στ 2 2013-2014 Φυσικές Επιστήμες Ηλιακή Ενέργεια Ηλιακή είναι η ενέργεια που προέρχεται από τον ήλιο. Για να μπορέσουμε να την εκμεταλλευτούμε στην παραγωγή

Διαβάστε περισσότερα

Η ΕΞΥΠΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΓΙΑ ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ ΜΑΣ

Η ΕΞΥΠΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΓΙΑ ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ ΜΑΣ Η ΕΞΥΠΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΓΙΑ ΤΟ ΜΕΛΛΟΝ ΜΑΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΕΣ ΠΗΓΕΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Για περισσότερες πληροφορίες απευθυνθείτε στα site: ΑΝΕΜΟΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΥΔΡΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟΙ ΣΤΑΘΜΟΙ ΗΛΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΓΕΩΘΕΡΜΙΑ

Διαβάστε περισσότερα

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ νέες κατασκευές αναδιαµόρφωση καινούριων κτιρίων ανακαίνιση και µετασκευή ιστορικών κτιρίων έργα "εκ του µηδενός" σε ιστορικά πλαίσια

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ νέες κατασκευές αναδιαµόρφωση καινούριων κτιρίων ανακαίνιση και µετασκευή ιστορικών κτιρίων έργα εκ του µηδενός σε ιστορικά πλαίσια ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ νέες κατασκευές αναδιαµόρφωση καινούριων κτιρίων ανακαίνιση και µετασκευή ιστορικών κτιρίων έργα "εκ του µηδενός" σε ιστορικά πλαίσια 2 Ο ηλιακός θερµοσίφωνας αποτελεί ένα ενεργητικό ηλιακό σύστηµα

Διαβάστε περισσότερα

2. ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΙΣΟΖΥΓΙΟ Η

2. ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΙΣΟΖΥΓΙΟ Η 2. ΠΑΓΚΟΣΜΙΟ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΟ ΙΣΟΖΥΓΙΟ Η παγκόσμια παραγωγή (= κατανάλωση + απώλειες) εκτιμάται σήμερα σε περίπου 10 Gtoe/a (10.000 Mtoe/a, 120.000.000 GWh/a ή 420 EJ/a), αν και οι εκτιμήσεις αποκλίνουν: 10.312

Διαβάστε περισσότερα

2015 Η ενέργεια είναι δανεική απ τα παιδιά μας

2015 Η ενέργεια είναι δανεική απ τα παιδιά μας Εκπαιδευτικά θεματικά πακέτα (ΚΙΤ) για ευρωπαϊκά θέματα Τ4Ε 2015 Η ενέργεια είναι δανεική απ τα παιδιά μας Teachers4Europe Οδηγιεσ χρησησ Το αρχείο που χρησιμοποιείτε είναι μια διαδραστική ηλεκτρονική

Διαβάστε περισσότερα

15 ος Πανελλήνιος Μαθητικός Διαγωνισµός Αστρονοµίας και Διαστηµικής 2010 Θέµατα για το Γυµνάσιο

15 ος Πανελλήνιος Μαθητικός Διαγωνισµός Αστρονοµίας και Διαστηµικής 2010 Θέµατα για το Γυµνάσιο 15 ος Πανελλήνιος Μαθητικός Διαγωνισµός Αστρονοµίας και Διαστηµικής 2010 Θέµατα για το Γυµνάσιο 1.- Από τα πρώτα σχολικά µας χρόνια µαθαίνουµε για το πλανητικό µας σύστηµα. Α) Ποιος είναι ο πρώτος και

Διαβάστε περισσότερα

(550C, 150bar) MWh/MW

(550C, 150bar) MWh/MW Κανόνες Λειτουργίας Ηλιοθερµικών Σταθµών στη Νησιωτική Ελλάδα Αλέξης Φωκάς-Κοσµετάτος 4 ο Εθνικό Συνέδριο RENES 11 Μαϊου 2010 Πίνακας Περιεχοµένων Συνοπτική παρουσίαση της ηλιοθερµικής τεχνολογίας Προοπτικές

Διαβάστε περισσότερα

Ποσοστό απόδοσης. Ποιοτικός παράγοντας για την φωτοβολταϊκή εγκατάσταση

Ποσοστό απόδοσης. Ποιοτικός παράγοντας για την φωτοβολταϊκή εγκατάσταση Ποσοστό απόδοσης Ποιοτικός παράγοντας για την φωτοβολταϊκή εγκατάσταση Περιεχόμενα Το ποσοστό απόδοσης είναι ένα από τα σημαντικότερα μεγέθη για την αξιολόγηση της αποδοτικότητας μίας φωτοβολταϊκής εγκατάστασης.

Διαβάστε περισσότερα

Πηγές Ενέργειας για τον 21ο αιώνα

Πηγές Ενέργειας για τον 21ο αιώνα Πηγές Ενέργειας για τον 21ο αιώνα Πετρέλαιο Κάρβουνο ΑΠΕ Εξοικονόμηση Φυσικό Αέριο Υδρογόνο Πυρηνική Σύντηξη (?) Γ. Μπεργελές Καθηγητής Ε.Μ.Π www.aerolab.ntua.gr e mail: bergeles@fluid.mech.ntua.gr Ενέργεια-Περιβάλλον-Αειφορία

Διαβάστε περισσότερα

10/9/2015. Παρουσίαση ΑΝΔΡΕΑΣ ΑΡΝΑΟΥΤΗΣ ΣΤΕΛΙΟΣ ΘΕΟΦΑΝΟΥΣ Εκπαιδευτές ΚΕ.ΠΑ

10/9/2015. Παρουσίαση ΑΝΔΡΕΑΣ ΑΡΝΑΟΥΤΗΣ ΣΤΕΛΙΟΣ ΘΕΟΦΑΝΟΥΣ Εκπαιδευτές ΚΕ.ΠΑ Παρουσίαση ΑΝΔΡΕΑΣ ΑΡΝΑΟΥΤΗΣ ΣΤΕΛΙΟΣ ΘΕΟΦΑΝΟΥΣ Εκπαιδευτές ΚΕ.ΠΑ Ο βιοκλιματικός σχεδιασμός είναι ο τρόπος σχεδιασμού κτιρίων που λαμβάνει υπόψη τις τοπικές κλιματολογικές συνθήκες, τη θέση των χώρων και

Διαβάστε περισσότερα

Επίδραση του συνδυασμού μόνωσης και υαλοπινάκων στη μεταβατική κατανάλωση ενέργειας των κτιρίων

Επίδραση του συνδυασμού μόνωσης και υαλοπινάκων στη μεταβατική κατανάλωση ενέργειας των κτιρίων Επίδραση του συνδυασμού μόνωσης και υαλοπινάκων στη μεταβατική κατανάλωση ενέργειας των κτιρίων Χ. Τζιβανίδης, Λέκτορας Ε.Μ.Π. Φ. Γιώτη, Μηχανολόγος Μηχανικός, υπ. Διδάκτωρ Ε.Μ.Π. Κ.Α. Αντωνόπουλος, Καθηγητής

Διαβάστε περισσότερα

Πρακτικός Οδηγός Εφαρμογής Μέτρων

Πρακτικός Οδηγός Εφαρμογής Μέτρων Πρακτικός Οδηγός Εφαρμογής Μέτρων Φ ο ρ έ α ς υ λ ο π ο ί η σ η ς Ι Δ Ι Ω Τ Ι Κ Ο Σ Τ Ο Μ Ε Α Σ Άξονες παρέμβασης Α. Κτιριακές υποδομές Β. Μεταφορές Γ. Ύ δρευση και διαχείριση λυμάτων Δ. Δ ιαχείριση αστικών

Διαβάστε περισσότερα

Η Γεωθερμία στην Ελλάδα

Η Γεωθερμία στην Ελλάδα ΤΕΙ ΠΕΙΡΑΙΑ Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Τ.Ε. Η Γεωθερμία στην Ελλάδα Ομάδα Παρουσίασης Επιβλέπουσα Θύμιος Δημήτρης κ. Ζουντουρίδου Εριέττα Κατινάς Νίκος Αθήνα 2014 Τι είναι η γεωθερμία; Η Γεωθερμική ενέργεια

Διαβάστε περισσότερα

Καύση υλικών Ηλιακή ενέργεια Πυρηνική ενέργεια Από τον πυρήνα της γης Ηλεκτρισμό

Καύση υλικών Ηλιακή ενέργεια Πυρηνική ενέργεια Από τον πυρήνα της γης Ηλεκτρισμό Ενεργειακή Μορφή Θερμότητα Φως Ηλεκτρισμός Ραδιοκύματα Μηχανική Ήχος Τι είναι; Ενέργεια κινούμενων σωματιδίων (άτομα, μόρια) υγρής, αέριας ή στερεάς ύλης Ακτινοβολούμενη ενέργεια με μορφή φωτονίων Ενέργεια

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση Η15. Μέτρηση της έντασης του μαγνητικού πεδίου της γής. Γήινο μαγνητικό πεδίο (Γεωμαγνητικό πεδίο)

Άσκηση Η15. Μέτρηση της έντασης του μαγνητικού πεδίου της γής. Γήινο μαγνητικό πεδίο (Γεωμαγνητικό πεδίο) Άσκηση Η15 Μέτρηση της έντασης του μαγνητικού πεδίου της γής Γήινο μαγνητικό πεδίο (Γεωμαγνητικό πεδίο) Το γήινο μαγνητικό πεδίο αποτελείται, ως προς την προέλευσή του, από δύο συνιστώσες, το μόνιμο μαγνητικό

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΑΠΕ. Βισκαδούρος Γ. Ι. Φραγκιαδάκης Φ. Μαυροματάκης

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΑΠΕ. Βισκαδούρος Γ. Ι. Φραγκιαδάκης Φ. Μαυροματάκης ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΙΣ ΑΠΕ Βισκαδούρος Γ. Ι. Φραγκιαδάκης Φ. Μαυροματάκης ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο όρος βιομάζα μπορεί να δηλώσει : α) Τα υλικά ή τα υποπροϊόντα και κατάλοιπα της φυσικής, ζωικής δασικής και αλιευτικής παραγωγής

Διαβάστε περισσότερα

ΕΚΠΟΜΠΕΣ CO 2 ΣΤΗΝ ΚΡΗΤΗ ΑΠΟ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΑΛΛΕΣ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ

ΕΚΠΟΜΠΕΣ CO 2 ΣΤΗΝ ΚΡΗΤΗ ΑΠΟ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΑΛΛΕΣ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ CO 2 ΣΤΗΝ ΚΡΗΤΗ ΑΠΟ ΗΛΕΚΤΡΟΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΑΛΛΕΣ ΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ Γιάννης Βουρδουµπάς Μελετητής-Σύµβουλος Μηχανικός Ελ. Βενιζέλου 107 Β 73132 Χανιά, Κρήτης e-mail: gboyrd@tee.gr ΠΕΡΙΛΗΨΗ Το πρόβληµα των εκποµπών

Διαβάστε περισσότερα

Φωτοβολταϊκά συστήματα και σύστημα συμψηφισμού μετρήσεων (Net metering) στην Κύπρο

Φωτοβολταϊκά συστήματα και σύστημα συμψηφισμού μετρήσεων (Net metering) στην Κύπρο Ενεργειακό Γραφείο Κυπρίων Πολιτών Φωτοβολταϊκά συστήματα και σύστημα συμψηφισμού μετρήσεων (Net metering) στην Κύπρο Βασικότερα τμήματα ενός Φ/Β συστήματος Τα φωτοβολταϊκά (Φ/Β) συστήματα μετατρέπουν

Διαβάστε περισσότερα

Φυτεµένα δώµατα & ενεργειακή συµπεριφορά κτιρίων

Φυτεµένα δώµατα & ενεργειακή συµπεριφορά κτιρίων Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών Εργαστήριο Οικοδοµικής και Φυσικής των Κτιρίων lbcp.civil.auth.gr Φυτεµένα δώµατα & ενεργειακή συµπεριφορά κτιρίων Θ.Γ.Θεοδοσίου, επ.καθηγητής

Διαβάστε περισσότερα

Μέτρηση της επιτάχυνσης της βαρύτητας με τη βοήθεια του απλού εκκρεμούς.

Μέτρηση της επιτάχυνσης της βαρύτητας με τη βοήθεια του απλού εκκρεμούς. Μ2 Μέτρηση της επιτάχυνσης της βαρύτητας με τη βοήθεια του απλού εκκρεμούς. 1 Σκοπός Η εργαστηριακή αυτή άσκηση αποσκοπεί στη μέτρηση της επιτάχυνσης της βαρύτητας σε ένα τόπο. Αυτή η μέτρηση επιτυγχάνεται

Διαβάστε περισσότερα

Η ΕΞΕΛΙΣΣΟΜΕΝΗ ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ. ηµήτρης Μελάς Αριστοτέλειο Πανε ιστήµιο Θεσσαλονίκης Τµήµα Φυσικής - Εργαστήριο Φυσικής της Ατµόσφαιρας

Η ΕΞΕΛΙΣΣΟΜΕΝΗ ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ. ηµήτρης Μελάς Αριστοτέλειο Πανε ιστήµιο Θεσσαλονίκης Τµήµα Φυσικής - Εργαστήριο Φυσικής της Ατµόσφαιρας Η ΕΞΕΛΙΣΣΟΜΕΝΗ ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ ηµήτρης Μελάς Αριστοτέλειο Πανε ιστήµιο Θεσσαλονίκης Τµήµα Φυσικής - Εργαστήριο Φυσικής της Ατµόσφαιρας Το φαινόµενο του θερµοκηπίου είναι ένα φυσικό φαινόµενο µε ευεργετικά

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδιασμός ξενοδοχείων στην Κρήτη με μηδενικές εκπομπές CO 2 λόγω της χρήσης ενέργειας σε αυτά

Σχεδιασμός ξενοδοχείων στην Κρήτη με μηδενικές εκπομπές CO 2 λόγω της χρήσης ενέργειας σε αυτά Σχεδιασμός ξενοδοχείων στην Κρήτη με μηδενικές εκπομπές CO 2 λόγω της χρήσης ενέργειας σε αυτά Γιάννης Βουρδουμπάς ΤΕΙ ΚΡΗΤΗΣ Τμήμα Φυσικών πόρων και περιβάλλοντος ΠΕΡΙΛΗΨΗ Τα κτίρια των ξενοδοχείων στην

Διαβάστε περισσότερα

Ολοκληρωμένος Βιοκλιματικός Σχεδιασμός Κτιρίων με στόχο τη βέλτιστη Ενεργειακή και Περιβαλλοντική Απόδοση

Ολοκληρωμένος Βιοκλιματικός Σχεδιασμός Κτιρίων με στόχο τη βέλτιστη Ενεργειακή και Περιβαλλοντική Απόδοση Ολοκληρωμένος Βιοκλιματικός Σχεδιασμός Κτιρίων με στόχο τη βέλτιστη Ενεργειακή και Περιβαλλοντική Απόδοση Θεώνη Καρλέση Φυσικός Περιβάλλοντος Ομάδα Μελετών Κτιριακού Παριβάλλοντος, Πανεπιστήμιο Αθηνών

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Προβλήματα και προοπτικές Π. Μουρούζης Υπεύθυνος Ε.Κ.Φ.Ε. Κέρκυρας Ενέργεια: το κλειδί της ευημερίας αλλά και η αιτία των πολέμων 2/40 Πώς ένας άρχοντας απολάμβανε

Διαβάστε περισσότερα

Ζώντας στο φως! Σύστημα Φυσικού Φωτισμού

Ζώντας στο φως! Σύστημα Φυσικού Φωτισμού Ζώντας στο φως! Σύστημα Φυσικού Φωτισμού Green roo fing Θόλος Κάτοπτρο Στεγάνωση Σωλήνας μεταφοράς και αντανάκλασης Απόληξη 2 Φωτοσωλήνες Νέα τεχνολογία φυσικού φωτισμού Η χρήση φωτοσωλήνων για την επίλυση

Διαβάστε περισσότερα

Προσομοίωση, Έλεγχος και Βελτιστοποίηση Ενεργειακών Συστημάτων

Προσομοίωση, Έλεγχος και Βελτιστοποίηση Ενεργειακών Συστημάτων ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΑΘΗΝΑΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ Μαρία Σαμαράκου Καθηγήτρια, Τμήμα Μηχανικών Ενεργειακής Τεχνολογίας Διονύσης Κανδρής Επίκουρος Καθηγητής, Τμήμα Ηλεκτρονικών Μηχανικών

Διαβάστε περισσότερα

Φυσικοί Νόμοι διέπουν Το Περιβάλλον

Φυσικοί Νόμοι διέπουν Το Περιβάλλον Φυσικοί Νόμοι διέπουν Το Περιβάλλον Απαρχές Σύμπαντος Ύλη - Ενέργεια E = mc 2 Θεμελιώδεις καταστάσεις ύλης Στερεά Υγρή Αέριος Χημικές μορφές ύλης Χημικά στοιχεία Χημικές ενώσεις Χημικά στοιχεία 92 στη

Διαβάστε περισσότερα

Λύσεις Εξοικονόμησης Ενέργειας

Λύσεις Εξοικονόμησης Ενέργειας Λύσεις Εξοικονόμησης Ενέργειας Φωτοβολταϊκά Αστείρευτη ενέργεια από τον ήλιο! Η ηλιακή ενέργεια είναι μια αστείρευτη πηγή ενέργειας στη διάθεση μας.τα προηγούμενα χρόνια η τεχνολογία και το κόστος παραγωγής

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΑΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ. Μορφές Ενέργειας

ΕΝΑΤΟ ΚΕΦΑΛΑΙΟ. Μορφές Ενέργειας ΕΝΤΟ ΚΕΦΛΙΟ Μορφές Ενέργειας ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΚΛΕΙΣΤΟΥ ΤΥΠΟΥ Ερωτήσεις της µορφής σωστό-λάθος Σηµειώστε αν είναι σωστή ή λάθος καθεµιά από τις παρακάτω προτάσεις περιβάλλοντας µε ένα κύκλο το αντίστοιχο γράµµα.

Διαβάστε περισσότερα

Εθνικό Σχέδιο Δράσης για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας

Εθνικό Σχέδιο Δράσης για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Εθνικό Σχέδιο Δράσης για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Το Εθνικό Σχέδιο Δράσης για τις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας, εκπονήθηκε στο πλαίσιο εφαρμογής της Ευρωπαϊκής Ενεργειακής Πολιτικής σε σχέση με την

Διαβάστε περισσότερα

Μέτρηση της Ηλιακής Ακτινοβολίας

Μέτρηση της Ηλιακής Ακτινοβολίας Μέτρηση της Ηλιακής Ακτινοβολίας Ο ήλιος θεωρείται ως ιδανικό µέλαν σώµα Με την παραδοχή αυτή υπολογίζεται η θερµοκρασία αυτού αν υπολογιστεί η ροή ακτινοβολίας έξω από την ατµόσφαιρα Με τον όρο ροή ακτινοβολίας

Διαβάστε περισσότερα

ΑΠΟΦΑΣΗ ΡΑΕ ΥΠ ΑΡΙΘΜ. 213/2006

ΑΠΟΦΑΣΗ ΡΑΕ ΥΠ ΑΡΙΘΜ. 213/2006 ΟΡΘΗ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΑΠΟΦΑΣΗ ΡΑΕ ΥΠ ΑΡΙΘΜ. 213/2006 Καθορισµός τεχνικών και λοιπών στοιχείων που δηµοσιοποιούνται για κάθε Μη ιασυνδεδεµένο Νησί µε βάση τις διατάξεις της παραγράφου 3 του άρθρου 6 του νόµου

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ «ΠΑΡΑΜΕΤΡΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΜΗ ΕΝΙΣΜΟΥ ΣΚΙΑΣΗΣ ΗΛΙΑΚΩΝ ΣΥΛΛΕΚΤΩΝ ΚΩ ΙΚΑΣ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ» Επιβλέπων καθηγητής: Κ. Αντωνόπουλος

Διαβάστε περισσότερα

Ραδιενέργεια Ένα τρομακτικό όπλο ή ένα μέσον για την έρευνα και για καλλίτερη ποιότητα ζωής; Για πόσο μεγάλες ενέργειες μιλάμε; Κ.-Α. Θ.

Ραδιενέργεια Ένα τρομακτικό όπλο ή ένα μέσον για την έρευνα και για καλλίτερη ποιότητα ζωής; Για πόσο μεγάλες ενέργειες μιλάμε; Κ.-Α. Θ. Ραδιενέργεια Ένα τρομακτικό όπλο ή ένα μέσον για την έρευνα και για καλλίτερη ποιότητα ζωής; Για πόσο μεγάλες ενέργειες μιλάμε; Ραδιενέργεια 1896: Ανακάλυψη από τον Henry Becquerel (βραβείο Nobel 1903)

Διαβάστε περισσότερα

Χριστοδουλάκη Ρόζα MSc Environmental design & engineering Φυσικός Παν. Αθηνών

Χριστοδουλάκη Ρόζα MSc Environmental design & engineering Φυσικός Παν. Αθηνών Θερµικά Ηλιακά Συστήµατα Ζεστού Νερού Χρήσης και Θέρµανσης Κολυµβητικών εξαµενών Χριστοδουλάκη Ρόζα MSc Environmental design & engineering Φυσικός Παν. Αθηνών ΚΑΠΕ Τµήµα Θερµικών Ηλιακών 1. Εισαγωγή 1.1

Διαβάστε περισσότερα

ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΗ ΟΠΤΙΚΗ. Ανάκλαση. Κάτοπτρα. Διάθλαση. Ολική ανάκλαση. Φαινόμενη ανύψωση αντικειμένου. Μετατόπιση ακτίνας. Πρίσματα

ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΗ ΟΠΤΙΚΗ. Ανάκλαση. Κάτοπτρα. Διάθλαση. Ολική ανάκλαση. Φαινόμενη ανύψωση αντικειμένου. Μετατόπιση ακτίνας. Πρίσματα ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΗ ΟΠΤΙΚΗ Ανάκλαση Κάτοπτρα Διάθλαση Ολική ανάκλαση Φαινόμενη ανύψωση αντικειμένου Μετατόπιση ακτίνας Πρίσματα ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΗ ΟΠΤΙΚΗ - Ανάκλαση Επιστροφή σε «γεωμετρική οπτική» Ανάκλαση φωτός ονομάζεται

Διαβάστε περισσότερα

Εκπαιδευτικό υλικό στα πλαίσια του Ευρωπαϊκού Προγράμματος Chain Reaction: Α sustainable approach to inquiry based Science Education

Εκπαιδευτικό υλικό στα πλαίσια του Ευρωπαϊκού Προγράμματος Chain Reaction: Α sustainable approach to inquiry based Science Education Εκπαιδευτικό υλικό στα πλαίσια του Ευρωπαϊκού Προγράμματος Chain Reaction: Α sustainable approach to inquiry based Science Education «Πράσινη» Θέρμανση Μετάφραση-επιμέλεια: Κάλλια Κατσαμποξάκη-Hodgetts

Διαβάστε περισσότερα

Κλιματικές αλλαγές σε σχέση με την οικονομία και την εναλλακτική μορφή ενέργειας. Μπασδαγιάννης Σωτήριος - Πετροκόκκινος Αλέξανδρος

Κλιματικές αλλαγές σε σχέση με την οικονομία και την εναλλακτική μορφή ενέργειας. Μπασδαγιάννης Σωτήριος - Πετροκόκκινος Αλέξανδρος Κλιματικές αλλαγές σε σχέση με την οικονομία και την εναλλακτική μορφή ενέργειας Μπασδαγιάννης Σωτήριος - Πετροκόκκινος Αλέξανδρος Ιούνιος 2014 Αρχή της οικολογίας ως σκέψη Πρώτος οικολόγος Αριστοτέλης

Διαβάστε περισσότερα

Πακέτα λογισμικού μελέτης Φ/Β συστημάτων

Πακέτα λογισμικού μελέτης Φ/Β συστημάτων ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΧΗΜΕΙΑΣ Πακέτα λογισμικού μελέτης Φ/Β συστημάτων Ενότητα Διάλεξης: 4.1 Εισηγητής: Γ. Βισκαδούρος Εργαστήριο

Διαβάστε περισσότερα

Σύντομο Ενημερωτικό Υλικό Μικρών Εμπορικών Επιχειρήσεων για το Ανθρακικό Αποτύπωμα ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2012 -1-

Σύντομο Ενημερωτικό Υλικό Μικρών Εμπορικών Επιχειρήσεων για το Ανθρακικό Αποτύπωμα ΝΟΕΜΒΡΙΟΣ 2012 -1- ΕΘΝΙΚΗ ΣΥΝΟΜΟΣΠΟΝΔΙΑ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΕΜΠΟΡΙΟΥ Σύντομο Ενημερωτικό Υλικό Μικρών Εμπορικών Επιχειρήσεων για το Ανθρακικό Αποτύπωμα Πως οι μικρές εμπορικές επιχειρήσεις επηρεάζουν το περιβάλλον και πως μπορούν

Διαβάστε περισσότερα

ΓΕΩΔΑΙΣΙΑ Ι Μάθημα 1 0. Ι.Μ. Δόκας Επικ. Καθηγητής

ΓΕΩΔΑΙΣΙΑ Ι Μάθημα 1 0. Ι.Μ. Δόκας Επικ. Καθηγητής ΓΕΩΔΑΙΣΙΑ Ι Μάθημα 1 0 Ι.Μ. Δόκας Επικ. Καθηγητής Γεωδαισία Μοιράζω τη γη (Γη + δαίομαι) Ακριβής Έννοια: Διαίρεση, διανομή /μέτρηση της Γής. Αντικείμενο της γεωδαισίας: Ο προσδιορισμός της μορφής, του

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ-ΟΛΙΣΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΠΤΕΡΥΓΩΝ Α ΚΑΙ Δ ΚΤΗΡΙΟΥ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ

ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ-ΟΛΙΣΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΠΤΕΡΥΓΩΝ Α ΚΑΙ Δ ΚΤΗΡΙΟΥ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΚΗ-ΟΛΙΣΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΠΤΕΡΥΓΩΝ Α ΚΑΙ Δ ΚΤΗΡΙΟΥ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΠΑΤΡΩΝ Παρουσιάζονται βασικές παράμετροι γύρω από: ΤΟ ΚΤΗΡΙΑΚΟ ΚΕΛΥΦΟΣ & ΤΗΝ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΤΑ ΕΙΔΗ ΣΚΙΑΣΗΣ & ΑΕΡΙΣΜΟΥ

Διαβάστε περισσότερα

ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗ ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΩΝ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΑ ΣΧΟΛΙΚΑ ΚΤΗΡΙΑ ΣΕ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟ ΜΕ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ

ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗ ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΩΝ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΑ ΣΧΟΛΙΚΑ ΚΤΗΡΙΑ ΣΕ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟ ΜΕ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ Συνέδριο ΤΕΕ Ενέργεια: Σημερινή εικόνα - Σχεδιασμός - Προοπτικές ΕΝΣΩΜΑΤΩΣΗ ΒΙΟΚΛΙΜΑΤΙΚΩΝ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΝΑΝΕΩΣΙΜΩΝ ΠΗΓΩΝ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΑ ΣΧΟΛΙΚΑ ΚΤΗΡΙΑ ΣΕ ΣΥΝΔΥΑΣΜΟ ΜΕ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ Κατερίνα

Διαβάστε περισσότερα