Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Πολιτικές, Επιπτώσεις και ηανάγκη για έρευνα και καινοτομίες

Transcript

1 Τ.Ε.Ι. Πάτρας - Εργαστήριο Η.Μ.Ε Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας Πολιτικές, Επιπτώσεις και ηανάγκη για έρευνα και καινοτομίες ΜΕΡΟΣ 3 ο Καθ Σωκράτης Καπλάνης Υπεύθυνος Εργαστηρίου Α.Π.Ε. Τ.Ε.Ι. Πάτρας kaplanis@teipat.gr Πάτρα Νοεμβρίου 2007

2 Κεντρικό κτίριο βιβλιοθήκης του Ερευνητικού κέντρου Julich στη Γερμανία. Διακρίνονται στην οροφή τα PV-πλαίσια που απαρτίζουν την PV-γεννήτρια Φαίνεται το σύστημα των PV-συστοιχιών που μαζί με τα Σ.Κ. και την εποχιακή αποθήκευση του Η2 καλύπτουν τις ενεργειακές ανάγκες του κτιρίου.

3 Το σχήμα δείχνει παραστατικά το ενεργειακό ισοζύγιο ενός ολοκληρωμένου συστήματος PV γεννήτριας και Στοιχείων Καυσίμου που έχουν εγκατασταθεί και συνδυάζονται ώστε ηπερίσσεια της ενεργειακής προσφοράς κυρίως κατά το καλοκαίρι να παράγει Η2 το οποίο αποθηκεύεται και στη συνέχεια με τα Σ.Κ. να συμπληρώνει ήνα καλύπτει τα ενεργειακά φορτία όταν ηηλιακή ενέργεια είναι μειωμένη. Το σύστημα έχει σχεδιασθεί σύμφωνα με το PHOEBUS project του Ερευνητικού Κέντρου του Julich στη Γερμανία και καλύπτει τις ανάγκες των Γραφείων Διοίκησης και της Κεντρικής Βιβλιοθήκης του ερευνητικού αυτού κέντρου

4 Το σχήμα δείχνει παραστατικά το Ενεργειακό ισοζύγιο των στοιχείων ενός συνδυασμού συστήματος PV-στοιχείων και Στοιχείων Καυσίμου για εφαρμογή στα ηλιακά σπίτια. Παρατηρούμε ότι μέρος της περίσσειας της DC ενέργειας από την PVγεννήτρια χρησιμοποιείται στην γραμμή ηλεκτρόλυσης και αποθήκευσης του Η2. Στην συνέχεια και όταν η PV-γεννήτρια δεν καλύπτει τα φορτία της οικίας συμπληρώνεται με DC από τα Σ.Κ. των οποίων η έξοδος οδηγείται σε αντιστροφέα DC/AC

5 Τεχνολογία Στοιχείων Καυσίμων και σχηματική παράσταση εφαρμογής τους στο αυτοκίνητο του μέλλοντος

6 Υποσυστήματα οχήματος το οποίο κινείται με Στοιχεία Καυσίμου. Ηαρχή λειτουργίας του αυτοκινήτου αυτού δίδεται σχηματικά στο διάγραμμα αυτό.

7 Τομή ηλιακού αυτοκινήτου του οποίου το σύστημα κίνησης τροφοδοτείται από PV-στοιχεία.

8 Ηλεκτρικό κύκλωμα ενός ηλιακού αυτοκινήτου

9 Βασικά χαρακτηριστικά φόρτισης και εκφόρτισης των συσσωρευτών ενός ηλιακού αυτοκινήτου από τα PV-στοιχεία που καλύπτουν την εξωτερική του επιφάνεια, και αναπαραγωγικό σύστημα πέδησης: Ο μηχανισμός για μετατροπή της ενέργειας πέδησης σε ηλεκτρική και της επαναφόρτισης του συσσωρευτή δίδεται από την διακεκομμένη γραμμή.

10 Σύστημα θέρμανσης χώρου με ηλιακούς συλλέκτες και σύστημα φωτισμού με φωτοβολταϊκά

11 Σύστημα στοιχείων καυσίμου τροφοδοτούμενο από φωτοβολταϊκά πλαίσια.

12 Σύστημα καταγραφής δεδομένων από συστοιχία φωτοβολταϊκών πλαισίων στην οροφή του εργαστηρίου Α.Π.Ε. του Τ.Ε.Ι. Πάτρας

13 Οικίσκος δοκιμών με ενεργειακή στέγη που αποτελείται από ενσωματωμένο PV-πλαίσιο και συλλέκτη ειδικής κατασκευής του Εργ/ριου Α.Π.Ε.του Τ.Ε.Ι. Πάτρας. Ανάπτυξη τεχνολογιών έξυπνης διαχείρησης της ενέργειας.

14 Ψυκτικοί θάλαμοι οι οποίοι τροφοδοτούνται από την φωτοβολταϊκή γεννήτρια 3kWp (λεπτομέρεια) του εργαστηρίου των Α.Π.Ε. του Τ.Ε.Ι. Πάτρας, και σύστημα ελέγχου με Η/Υ

15 Δίπτερη Ανεμογεννήτρια 1 kw στο εργαστήριο Α.Π.Ε. του Τ.Ε.Ι.

16 Υβριδικό Σύστημα (PV και Α/Γ) που σχεδιάσθηκεκαι κατασκευάστηκε στο ΤΕΙ Πάτρας (Εργ/ριο Α.Π.Ε.) τροφοδοτεί δυο ψυκτικούς θαλάμους (χωρητικότητας 30m 3 ). Η PV-γεννήτριααπό c-si έχει ισχύ 2,5kWp και ηανεμογεννήτρια 1kW(τύπου Whisper 1000 W). Ηενεργειακή επίδοση (kwhe/kwp ) της PV-γεννήτριας καταγράφεται χρονικά και αποστέλλεται στηνευρωπαϊκή Ομάδα IEA-PVPS Task2.

17 Στο σχήμααυτό παρουσιάζεται ένα εργοστάσιο τριπλής παραγωγής που χρησιμοποιείται για: Ηλεκτρική Ενέργεια, Θέρμανση χώρου / νερού, Κλιματισμό (Mallorca, Ισπανία).

18 Η PV-γεννήτριαμε τηνα/γστο βάθος που χρησιμοποιείται γιαφωτισμό του αύλειου χώρου του Εργ/ριου τωνα.π.ε. Οοικίσκος στο βάθος δεξιάέχει σχεδιασθεί γιανακαλύπτονται οι ανάγκες του από ενεργειακή οροφή με ενσωματωμένα PV και συλλέκτες

19 PV-γεννήτρια 3 kwp από PV πλαίσιατύπου SM55. Χρησιμοποιείται γιακάλυψη ψυκτικώνφορτίωναλλάκαι φορτίωντου κτιρίου τωναπε. Είναι συνδεδεμένη με αντιστροφέα DC/AC και σύστημα αποθήκευσης Ηλεκτρικής Ενέργειας σεσυσσωρευτές Pb- οξέος

20 Χώρος αποθήκευσης τηςενέργειας, από την PV-γεννήτριας των 3kWp. Φαίνεται οαντιστροφέας DC/AC. Δεξιά (δενφαίνεται) ευρίσκονται οι δύο ψυκτικοί θάλαμοι που δείχνει το επόμενο σχήμα.

21 Εγκατάσταση PV πλαισίωνσε στέγη για αυτοδύναμη κάλυψη τωνενεργειακώναναγκών (ηλεκτρικάφορτία). Μιασυνήθης κατοικίααπαιτεί ημερησίως ηλεκτρική ενέργειαίση με 5kWh, περίπου.

22 ΕΞΟΙΚΟΝΟΜΗΣΗ & ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΣΤΑ ΚΤΙΡΙΑΜΕ ΕΝΤΑΞΗ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝΑ.Π.Ε. ΚΑΙ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΤΩΝΦΟΡΤΙΩΝ Πρόσοψη με επίπεδουςσυλλέκτες θερμού αέρα FH Aachen

23 v Μακρόχρονηαποθήκευσηθερμικήςενέργειας στο έδαφοςκαι ανάκτησηγια θέρμανσηχώρων

24 PV στέγες στην περιοχή Düren, Γερμανία

25 PV oροφές στο Αachen, Γερμανία 100 kwp

26 Συγκεντρωτικοί Ανακλαστικοί Συλλέκτες Παραβολικού Τύπου με σύστημα παρακολούθησης του Ηλιου

27 PV γεννήτρια, ΗλιακοίΣυλλέκτεςκαιανεμογεννήτρια σεεξοχικήοικίαστηνκάρπαθο. Aυτόνομο PV σύστημαστηνκάρπαθο

28 Ιστορική Αναδρομή στην Αιολική Τεχνολογία ( Γερμανία Ελλάδα)

29 Φωτοβολταϊκά κινούμενα περί ενός άξονα που χρησιμοποιούνται και ως σκίαστρα

30 Λεπτομέρεια: Ηλιακός συλλέκτης και Φωτοβολταϊκό πλαίσιο για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών του οικίσκου. Η εξέλιξη των ενεργειακών στεγών στο σχεδιασμό νέων κτιρίων ήστις ενεργειακές επεμβάσεις με ΑΠΕ σε υφιστάμενα κτίρια Οικίσκος δοκιμών με ενεργειακή στέγη που αποτελείται από ενσωματωμένο PVπλαίσιο και συλλέκτη ειδικής κατασκευής του Εργ/ριου Α.Π.Ε.του Τ.Ε.Ι. Πάτρας

31 Το σύστημα μέσω δύο αισθητήρων παρακολουθεί την τροχιά του ήλιου κατά Συστοιχία φωτοβολταϊκών πλαισίων με σύστημα παρακολούθησης της τροχιάς του ήλιου (suntracker) στο Εργ/ριο Α.Π.Ε.του Τ.Ε.Ι. Πάτρας