ΥΒΡΙΔΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ ΗΛΙΑΚΩΝ / ΒΙΟΜΑΖΑΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΧΡΗΣΗΣ Δ. Χασάπης, Β. Δρόσου, I. Παπαμιχαήλ, Α. Αηδόνης. Κέντρο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, 19 χλμ. Λεωφ. Μαραθώνος, 19009 Πικέρμι Αττικής, τηλ. 210 6603381, fax. 210 6603301, e-mail: dchasapis@yahoo.com ΠΕΡΙΛΗΨΗ Τα ηλιακά συστήματα που υποοηθούν τη θέρμανση χώρων, παρότι δεν είναι ακόμη ιδιαίτερα γνωστά στη χώρα μας, αναπτύσσονται με ταχείς ρυθμούς σε άλλες Ευρωπαϊκές χώρες όπως η Αυστρία και η Γερμανία. Επιπροσθέτως, η ανάγκη για εξοικονόμηση ενέργειας και περιορισμό των εκπομπών CO 2 επιάλλει την επέκταση των εφαρμογών Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας σε νέους τομείς. Σκοπός της εισήγησης είναι να δείξει τα αποτελέσματα χρήσης ενός υριδικού συστήματος θέρμανσης χώρων με συνδυασμό ηλιακών συλλεκτών και ιομάζας, με σκοπό την ευρύτερη διάδοση παρόμοιων συστημάτων στην Ελλάδα. Στην παρούσα εργασία, αφενός παρουσιάζεται η συγκεκριμένη υριδική μονάδα θέρμανσης ηλιακών - ιομάζας που θερμαίνει τα γραφεία ενός από τα κτίρια του Κέντρου Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΚΑΠΕ) στο Πικέρμι Αττικής και αφετέρου παρουσιάζονται και αναλύονται τα αποτελέσματα χρήσης αυτής από τον Οκτώριο του 2005 μέχρι και τον Μάρτιο του 2006. Αναλύεται η λειτουργία του συστήματος και τα αποτελέσματά της, η απόδοσή του, οι καλύψεις (f%) της συνεισφοράς των ηλιακών και της ιομάζας, οι ενέργειες ελτιστοποίησης που έλααν χώρα, τα τεχνικά προλήματα που υπήρξαν καθώς και οι τρόποι αντιμετώπισης τους. Τα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά όσον αφορά το τεχνικό και ενεργειακό επίπεδο: η ημερήσια κάλυψη των αναγκών της θέρμανσης χώρων συχνά ξεπερνά το 40%. Η αποφυγή εκπομπών CO 2 από τη χρήση του συστήματος μέχρι τις αρχές Μαρτίου του 2006 υπολογίζεται στα 753kg. 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Στο ΚΑΠΕ στα πλαίσια του Ευρωπαϊκού έργου SOLLET - European network strategy for combined solar and wood pellet heating systems for decentralized applications -, έχει εγκατασταθεί μια υριδική μονάδα θέρμανσης ηλιακών / ιομάζας για να καλύψει τις ανάγκες θέρμανσης μέρους γραφείων του κέντρου. Η μονάδα σχεδιάστηκε να καλύπτει τις ανάγκες θέρμανσης των γραφείων 100% από ανανεώσιμές πηγές (ηλιακή ενέργεια ιομάζα), δίνοντας προτεραιότητα στην ηλιακή ενέργεια. Η ιομάζα δρα υποοηθώντας το ηλιακό σύστημα, όταν αυτό δεν μπορεί να παρέχει την απαιτούμενη θερμότητα λόγω δυσμενών μετεωρολογικών συνθηκών. Το Ευρωπαϊκό έργο SOLLET, έχει ως στόχο να ελτιώσει και να τυποποιήσει τα συνδυασμένα συστήματα θέρμανσης ηλιακών/ τυποποιημένης ιομάζας (pellets) και να προάγει την έρευνα στην τεχνική αλληλεπίδραση μεταξύ του καυστήρα ιομάζας, της δεξαμενής αποθήκευσης και του πεδίου των ηλιακών συλλεκτών.. Στα πλαίσια του συγκεκριμένου έργου, επιδεικτικές μονάδες διαφορετικών μεγεθών και συνδυασμών τεχνολογιών έχουν εγκατασταθεί και παρακολουθούνται σε διαφορετικές χώρες της Ευρώπης (Αυστρία, Γερμανία, Σουηδία, Λουξεμούργο, Ελλάδα). Στο τέλος του έργου, με την επεξεργασία των αποτελεσμάτων από το σύνολο των μονάδων, θα αναπτυχθεί Ευρωπαϊκό Τεχνικό Πρότυπο για συστήματα ηλιακών/ τυποποιημένης ιομάζας με σκοπό την τυποποίηση αυτών με την μέγιστη δυνατή απόδοση, ενεργειακά και οικονομικά.
2. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ COMBI - Η ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΤΗΝ ΕΥΡΩΠΗ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ Τα ηλιακά συστήματα τα οποία παράλληλα με την παραγωγή νερού χρήσης υποοηθούν τη θέρμανση χώρων (για τα οποία έχει επικρατήσει ο όρος solar combi-systems ή απλά combi ), παρότι δεν είναι ακόμη ιδιαίτερα γνωστά στη χώρα μας, αναπτύσσονται με ταχείς ρυθμούς σε άλλες Ευρωπαϊκές χώρες όπως η Αυστρία και η Γερμανία. Συγκεκριμένα, το 2001 η συνολική επιφάνεια συλλεκτών που αφορούσε ηλιακά συστήματα combi σε οκτώ Ευρωπαϊκές χώρες (1) (Γερμανία, Αυστρία, Γαλλία, Ολλανδία, Ελετία, Σουηδία, Δανία και Νορηγία) ήταν ίση με 340,000 m 2. Αν θεωρήσουμε την μέση επιφάνεια συλλεκτών ανά σύστημα ίση με 15 m 2, προκύπτει ότι ήδη από το 2001 υπήρχαν περίπου 22,600 εγκατεστημένα συστήματα combi στις χώρες που αναφέρθηκαν. Σύμφωνα με τους Α. Αηδόνη, Β. Δρόσου και Μ. Καράγιωργα (2), οι προσομοιώσεις για τον Ελληνικό χώρο έδειξαν ότι τα συστήματα combi μπορούν να συνδυαστούν με συματικά συστήματα θέρμανσης, δίνοντας αξιόλογα ενεργειακά αποτελέσματα και καλύψεις του συνολικού θερμικού φορτίου που φτάνουν το 40 με 50%. Ανάλογα ενθαρρυντικά αποτελέσματα υπήρξαν και από την μελέτη του Α.Αργυρίου (3), σε προσομοίωση τριών συστημάτων στην Βόρεια Ελλάδα (Σάπες). Η εικόνα 1 αποτελεί ένα ενδεικτικό σχηματικό διάγραμμα ενός συστήματος combi. Όπως φαίνεται, τα γενικά χαρακτηριστικά ενός συστήματος combi είναι τα ίδια με αυτά ενός κοινού κεντρικού ηλιακού συστήματος. Εικ. 1: Ενδεικτικό σχηματικό διάγραμμα ενός συστήματος combi (πηγή: ITW). Στην συγκεκριμένη διάταξη, χρησιμοποιούνται δύο δοχεία αποθήκευσης αυτό του ζεστού νερού χρήσης είναι εμαπτισμένο στο μεγαλύτερο δοχείο (στο οποίο κυκλοφορεί το ίδιο υγρό νερό- με αυτό του δικτύου θέρμανσης, δηλ. των καλοριφέρ). Από εργασίες που έγιναν στο Task 26 (4) αναδείχθηκε ότι υπάρχουν 10 ασικές τυπολογίες συστημάτων που παρουσιάζουν αρκετές διαφορές μεταξύ τους. Αξιοσημείωτο χαρακτηριστικό ορισμένων Ευρωπαϊκών συστημάτων combi είναι ότι χρησιμοποιούν ηλιακές στέγες σε αυτή την περίπτωση δηλαδή το συλλεκτικό πεδίο αποτελεί και την στέγη του κτιρίου. Τέτοιες εγκαταστάσεις δεν είναι διαδεδομένες στην Ελλάδα, παρόλο που η προοπτική χρήσης είναι μεγάλη δεδομένου της οικονομίας που μπορούν να προσφέρουν κυρίως στις μη αστικές περιοχές που είναι συχνή η χρήση κεραμοσκεπής. Η εγκατάσταση και παρακολούθηση του συγκεκριμένου υριδικού συστήματος ηλιακών / ιομάζας για θέρμανση, θέτει μια ενδιαφέρουσα προοπτική για την ανάπτυξη των
συστημάτων combi που θα χρησιμοποιούν αντί της συματικής πηγής ενέργειας (π.χ. πετρέλαιο) ιομάζα, ήτοι στην ανάπτυξη συστημάτων combi εξολοκλήρου από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. 3. Η ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΣΤΟ ΚΑΠΕ Το σχηματικό διάγραμμα του συστήματος που έχει εγκατασταθεί στα γραφεία του ΚΑΠΕ φαίνεται στην εικόνα 2. Η χρήση του συγκεκριμένου συστήματος για θέρμανση μόνο του χώρου και όχι νερού χρήσης, δεν το εντάσσει στα συστήματα combi. Η σύνδεση στο δίκτυο ζεστού νερού χρήσης δεν κρίθηκε εφικτή δεδομένης της τεχνικής πολυπλοκότητας και της εξαιρετικά μικρής κατανάλωσης. Τα ασικά στοιχεία του συστήματος είναι: 1. Καυστήρας ιομάζας ονομαστικής ισχύος 35 kw με δυνατότητα να κάψει πυρηνόξυλο, κουκούτσια, θρυμματισμένο ξύλο, συσσωματώματα (pellets) και καυσόξυλα. 2. Ηλιακοί συλλέκτες συνολικής μικτής επιφάνειας 13.5 m². 3. Θερμοδοχείο χωρητικότητας 500 lt, με εσωτερικό σπειροειδή εναλλάκτη, Ελληνικής κατασκευής. Εικ. 2: Υριδικό σύστημα θέρμανσης ηλιακών/ ιομάζας στο ΚΑΠΕ (Σχηματικό διάγραμμα συστήματος καταγραφής την 21/11/05 στις 13:42:59. Όλα τα κυκλώματα και ο καυστήρας ρίσκονται σε λειτουργία) Η συλλογή της ηλιακής ενέργειας γίνεται από τους επίπεδους ηλιακούς συλλέκτες τοποθετημένους σε νότιο προσανατολισμό και υπό κλίση 60 ως προς το οριζόντιο επίπεδο. Η θερμότητα μεταφέρεται μέσω του εμαπτισμένου εναλλάκτη στο νερό θέρμανσης, που είναι αποθηκεμένο στο θερμοδοχείο. Τις ημέρες που η ηλιακή ενέργεια δεν είναι αρκετή, γίνεται υποοήθηση του συστήματος από τον καυστήρα ιομάζας. Ο καυστήρας απαιτεί χειροκίνητη έναυση και χειροκίνητη απομάκρυνση στάχτης. Η θέρμανση του νερού μέσω ιομάζας γίνεται απευθείας χωρίς την χρήση εναλλάκτη Η συνολική επιφάνεια θέρμανσης των γραφείων είναι 60m². Η έξοδος του ζεστού νερού για την θέρμανση αυτών, έχει
παρεμληθεί σε προϋπάρχον σύστημα πέντε (5) fan coils που τροφοδοτούνταν από αντλίες θερμότητας. Η τροφοδοσία του νερού θέρμανσης γίνεται μέσω μιας τριόδου άνας αναμείξεως ώστε να διατηρείται η θερμοκρασία προσαγωγής σταθερή στους 40 C (ή επιλεκτικά στους 50 C). Βασική προϋπόθεση στην εγκατάσταση στο ΚΑΠΕ, ήταν όλα τα υλικά να είναι διαθέσιμα στην Ελληνική αγορά. Ιδιαίτερη προσοχή έχει δοθεί στην διαστασιολόγηση του δοχείου διαστολής της εγκατάστασης, για την αντιμετώπιση του φαινομένου της στασιμότητας κατά την διάρκεια της καλοκαιρινής περιόδου δεδομένου της σύμπτωσης μηδενικού φορτίου και μέγιστης ηλιακής απολαής. Όπως έχει ήδη αναφερθεί, η πρωτεύουσα πηγή ενέργειας είναι ο ήλιος. Ο έλεγχος του ηλιακού κυκλώματος γίνεται μέσω ενός κοινού διαφορικού θερμοστάτη. Υπάρχει η δυνατότητα επιλογής εισόδου του ζεστού νερού από τα ηλιακά σε όλο ή στο κάτω μέρος του εναλλάκτη. Ο έλεγχος του κυκλώματος ιομάζας γίνεται μέσω ενός ηλεκτρονικού θερμοστάτη ρυθμιζόμενης υστέρησης, τοποθετημένο στα ¾ του θερμοδοχείου. Τις μέρες με χαμηλή ηλιοφάνεια, όταν η θερμοκρασία του νερού πέσει κάτω από το κατώτατο όριο (45 C ), ο κυκλοφορητής του κυκλώματος ιομάζας ενεργοποιείται για την υποοήθηση του συστήματος, μέχρι το νερό στο θερμοδοχείο να φτάσει τους 68 C. Ένας τοπικός θερμοστάτης στον καυστήρα ιομάζας κρατάει το σύστημα εναλλαγής του καυστήρα στους 70 C. Για την παρακολούθηση του συστήματος, ένα μετρητικό σύστημα καταγράφει την ροή και τις θερμοκρασίες εισόδου και εξόδου κάθε κυκλώματος, τις θερμοκρασίες σε τρία σημεία της δεξαμενής νερού, την εξωτερική θερμοκρασία και την θερμοκρασία στο χώρο αποθήκευσης. Επίσης καταγράφονται, η ηλιακή ακτινοολία καθώς και ο χρόνος καύσης του καυστήρα ιομάζας. 4. ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΚΑΙ ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ 4.1 ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Η απαίτηση λειτουργίας του συστήματος είναι 5 ημέρες την εδομάδα από τις 8:00 το πρωί έως περίπου τις 20:00 το ράδυ. Ο καυστήρας ιομάζας απενεργοποιείται στις 17:30 το απόγευμα κατά την αποχώρηση του χειριστή, και τοποθετείται καυσόξυλο στην εστία καύσης, το οποίο δημιουργεί την απαραίτητη θράκα για να πραγματοποιείται αυτόματη έναυση την επόμενη μέρα. Για λόγους ασφαλείας (ανάλωση της θράκας, αδυναμία έναυσης) η έναυση του καυστήρα το πρωί γίνεται παρουσία του χειριστή. Στην Εικόνα 3 παρουσιάζονται τα διαγράμματα τιμών των μετρούμενων μεγεθών του συστήματος κατά τη διάρκεια δύο τυπικών ημερών (18/11/2005 και 21/11/2005).
Εικ. 3: Ημερήσια διακύμανση θερμοκρασιών, παραγόμενη ενέργεια από τα ηλιακά (QST) και συνολική κατανάλωση(qct). Η 18 η μρίου χαρακτηρίζεται από υψηλή ακτινοολία (4.38 kwh/m²) και μέση εξωτερική θερμοκρασία (19.5 C), ενώ η 21 η μρίου χαρακτηρίζεται από υψηλή ακτινοολία (5.97 kwh/m²) και χαμηλή εξωτερική θερμοκρασία (10.7 C). Ο συνδυασμός των χαρακτηριστικών αυτών (ημέρες με υψηλή ηλιοφάνεια σε συνδυασμό με χαμηλή θερμοκρασία) αποτελούν και τις ιδανικές συνθήκες λειτουργίας του συστήματος. Η ηλιακή ενέργεια που παράχθηκε τις δύο αυτές ημέρες ήταν 18.96kWh και 31.95kWh αντίστοιχα. Η ηλιακή ενέργεια που διοχετεύθηκε στο δοχείο αποθήκευσης ήταν πολύ χαμηλότερη στις 18/11/05 δεδομένου ότι το σύστημα ήταν ικανό να παράγει όλη την απαιτούμενη ενέργεια (15.47kWh) για την θέρμανση των γραφείων. Στις 21/11/05 που η εξωτερική θερμοκρασία ήταν χαμηλή το σύστημα ήταν ικανό να παράγει το 52.9% της απαιτούμενης ενέργειας (60.42kWh.). Λόγω της χρήσης του συστήματος σε χώρο γραφείων, η απαίτηση για θέρμανση εντείνεται νωρίς το πρωί οπότε η υποοήθηση του συστήματος από την ιομάζα είναι απαραίτητη και τις μέρες με μεγάλη ηλιοφάνεια για να πληρώσει τις νυχτερινές απώλειες του συστήματος. Στις 18/11/05, η λειτουργία του καυστήρα ιομάζας διήρκησε 32, ενώ στης 21/11/05 η λειτουργία του καυστήρα ιομάζας περιορίστηκε στη 1:33 ώρα. 4.2 ΒΕΛΤΙΣΤΟΠΟΙΗΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Στην αρχική εγκατάσταση του συστήματος, ο έλεγχος του κυκλοφορητή του κυκλώματος ιομάζας γινόταν μέσω ενός απλού μηχανικού θερμοστάτη ρυθμισμένου στους 60 C. Σε μέρες με περιοδική συννεφιά (άνω των 5 λεπτών), όταν η θερμοκρασία του νερού στο θερμοδοχείο έπεφτε κάτω από τους 58 C περίπου, λόγω της περιορισμένης ηλιακής ενέργειας σε αυτές τις περιόδους, η μικρή υστέρηση του μηχανικού θερμοστάτη ενεργοποιούσε το κύκλωμα ιομάζας, όπως φαίνεται στην εικόνα 4. Συνέπεια της συγκεκριμένης λειτουργίας ήταν πολλές ολιγόλεπτες άσκοπες εναύσεις του καυστήρα ιομάζας. Εικ. 4: Θερμοκρασιακές μεταολές των κυκλωμάτων πριν(15/11/05) και μετά (31/11/05) την αλλαγή του θερμοστάτη ελέγχου του κυκλώματος ιομάζας. Τις περισσότερες φορές, η υποοήθηση από το κύκλωμα της ιομάζας δεν ήταν απαραίτητη αφού η διάρκεια της συννεφιάς δεν ήταν αρκετή ώστε η θερμοκρασία του νερού στο δοχείο
αποθήκευσης να πέσει κάτω από τους 40 C που απαιτεί η λειτουργία των fan coils. (Σύμφωνα με τον ρυθμό πτώσης της θερμοκρασίας που έχει παρατηρηθεί, το σύστημα μπορεί να λειτουργήσει χωρίς παραγωγή ενέργειας περίπου 1 ώρα και 20 λεπτά με το θερμοδοχείο σε αρχική θερμοκρασία 65 ºC). Η λύση του προλήματος αυτού έγινε με την αντικατάσταση του μηχανικού θερμοστάτη ελέγχου του κυκλώματος ιομάζας με έναν ηλεκτρονικό θερμοστάτη με προγραμματιζόμενη υστέρηση. Σύμφωνα με τον καινούργιο έλεγχο, το κύκλωμα ιομάζας ενεργοποιείται όταν η θερμοκρασία του νερού στο δοχείο αποχέτευσης πέσει κάτω από τους 45 C και λειτουργεί μέχρι να ζεστάνει το νερό στους 68 C. Αποτέλεσμα της αλλαγής αυτής είναι τόσο η μη ενεργοποίηση του καυστήρα ιομάζας σε μικρές περιόδους συννεφιάς, αλλά και ο περιορισμός των πολλαπλών ολιγόλεπτων καύσεων, σε μικρότερο και πιο παρατεταμένο αριθμό καύσεων. Επίσης επιτεύχθηκε μεγαλύτερη απόδοση από το κύκλωμα των ηλιακών συλλεκτών λόγω της χαμηλότερης θερμοκρασίας και της καλύτερης διαστρωμάτωσης του νερού μέσα στο θερμοδοχείο (όπως φαίνεται στην εικόνα 4). 4.3 ΑΠΟΔΟΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Η έναρξη λειτουργίας του συστήματος πραγματοποιήθηκε στα μέσα Οκτωρίου 2005. Η συστηματική καταγραφή και ανάλυση των αποτελεσμάτων ξεκίνησε τις αρχές του μρίου. Τα αποτελέσματα της λειτουργίας μρίου Δεκεμρίου και Φερουαρίου Μαρτίου φαίνονται στην εικόνα 5. Solar Energy Produced (S.E.P.) & Total Energy Consumed (T.E.C.) 80 70 60 50 Energy (kwh) 40 30 20 10 S.E.P. (kwh) T.E.C. (kwh) 0 Οκτ 7- Δεκ 5- Δεκ Δεκ Δεκ 2-9- 6-Φε 13-Φε 20-Φε 27-Φε Μαρ 6- Μαρ 31-14- 21-28- 12-19- 26-16- 23-30- 13- Date Εικ. 5α): Παραγόμενη ηλιακή ενέργεια(s.e.p.) και συνολική κατανάλωση(t.e.c.) Solar Fraction (f), Average Dailly Irradiation (Gav), Average Temperaure (Tav) Solar Fraction (%) Average Irradiation (W/m² x10) 160 140 120 100 80 60 40 20 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0 Οκτ 7-5-Δε κ 12-Δε κ 19-Δε κ 26-Δε κ 2-9- 31-14- 21-28- 16-23- 30-6-Φε Average Temperature ( C) 13-Φε 20-Φε 27-Φε 6-Μα ρ 13-Μα ρ f (%) Gav (W/m²) Tav ( C) 0,0 Date
Εικ. 5): Ποσοστό ηλιακής κάλυψης (sf %), μέση ηλιακή ακτινοολία (Gav), μέση εξωτερική θερμοκρασία (Tav) οι μέσες τιμές έχουν υπολογιστεί από τις 6:00 έως τις 20:00 Εξαιτίας προλήματος στο μετρητικό σύστημα, δεν μπόρεσαν να παρθούν αξιόπιστες μετρήσεις από τις 10 Δεκεμρίου έως και τις 8 Φερουαρίου και γι αυτό δεν παρουσιάζονται οι τιμές αυτού του διαστήματος. Ο μέσος όρος ηλιακής κάλυψης για το διάστημα μετρήσεων, ανέρχεται στο 51.6%, με μέσο όρο εξωτερικής θερμοκρασίας 15.6 C. Συγκεκριμένα, ο μέσος όρος ηλιακής κάλυψης για τον Νοέμριο ήταν 45%, για τον Δεκέμριο 56.5%, τον Φερουάριο 65.5% και τον Μάρτιο 48.2%. Λόγω της μη ύπαρξης παραγωγής pellets στην Ελλάδα, η προμήθεια ιομάζας για τις ανάγκες της εγκατάστασης έγινε από την Ιταλία και επομένως το κόστος αγοράς ήταν όπως αναμενόταν, σχετικά υψηλό. Ενδεικτικά αναφέρεται: κόστος 340 /ton με μονάδα συσκευασίας pellets άρους 15kg. Θεωρητικά, αν υπήρχε εγχώρια παραγωγή, με άση την μέση τιμή πώλησης στην Ευρώπη (240 /ton) το ημερήσιο κόστος λειτουργίας θα μειωνόταν κατά 29%. Μείζονος σημασίας αντικείμενο με σημαντική επίπτωση στην απόδοση της εγκατάστασης, αποτελεί το γεγονός ότι ο καυστήρας που χρησιμοποιείται έχει σχετικά χαμηλή απόδοση στην καύση pellets (~72%), αφού είναι σχεδιασμένος να λειτουργεί γενικά με όλα τα διαθέσιμα Ελληνικά καύσιμα ιομάζας και όχι αποκλειστικά με το συγκεκριμένο είδος δίνοντας την δυνατότητα εκμετάλλευσης του χαμηλού εποχικού κόστους (η επιλογή έγινε με άση την ελληνική του προέλευση). Στην περίπτωση που χρησιμοποιούνταν ένας εξειδικευμένος καυστήρας pellets (με μέση απόδοσή 90%), καθώς και pellet χύδην και όχι σε συσκευασία με εκτιμώμενο μέσο κόστος 165 /ton το ημερήσιο κόστος χρήσης θα μειώνονταν σημαντικά. 5 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Για την εκτίμηση των συμπερασμάτων είναι σημαντικό να αναφερθεί ότι τα αποτελέσματα που παρουσιάστηκαν, αφορούν μόνο την θέρμανση χώρου. Επιπροσθέτως η χρήση αφορά συγκεκριμένες ώρες / ημέρες λειτουργίας γραφείων που αποκλείουν την λειτουργία στα σαατοκύριακα. Στην περίπτωση που το σύστημα θέρμαινε και νερό χρήσης, η απόδοσή του θα αυξανόταν σημαντικά, όπως έχει και θεωρητικά επαληθευτεί από προηγούμενους ερευνητές (2). Το ασικό προτέρημα ενός συστήματος θέρμανσης με ηλιακά/ιομάζα είναι ότι μπορεί να συνδυαστεί με συματικά θερμαντικά σώματα και επομένως μπορεί να παρεμληθεί σε ένα ήδη εγκατεστημένο σύστημα αντικαθιστώντας την συματική πηγή ενέργειας (π.χ. πετρέλαιο) με τα παρελκόμενα (καυστήρας λέητας). Ο συνδυασμός των συστημάτων combi με καύση ιομάζας, αποτελεί ενεργειακά μια ενδιαφέρουσα και εφικτή προοπτική. Αποτελεί μια εξ ολοκλήρου ανανεώσιμη λύση για θέρμανση χώρου και παραγωγή ζεστού νερού. Η μορφή pellets, επιτρέπει ευκολία στην χρήση όμοια με αυτή των συματικών καυσίμων (μεταφορά, αποθήκευση). Επιπροσθέτως, η προώθηση της τοπικής παραγωγής μπορεί να φέρει σημαντική μείωση στην τιμή της καθώς και ενίσχυση της τοπικής οικονομίας. Η υλοποίηση του συγκεκριμένου έργου καλείται να ελτιστοποιήσει την λειτουργία παρομοίων συστημάτων με σκοπό την τυποποίηση τους και την προώθηση τους στον ευρύτερο τομέα των εμπορικών εφαρμογών. Τα αποτελέσματα είναι ενθαρρυντικά όσον αφορά το τεχνικό και ενεργειακό επίπεδο: η κάλυψη των αναγκών της θέρμανσης χώρων από τους ηλιακούς συλλέκτες συχνά ξεπερνά το 40%. Η εξοικονόμηση CO 2 από τη χρήση του συστήματος μέχρι τις αρχές Μαρτίου του 2006 υπολογίζεται στα 753 kg a. a Θεωρήθηκε ότι 1 Τ.Ι.Π. αποδίδει 10.062kWh th και 1 Τ.Ι.Π 3.2 Τ CO 2
Με το τέλος της χειμερινής περιόδου καθώς και με την ολοκλήρωση της επόμενης χειμερινής περιόδου που αναμένεται να είναι πιο ομαλή τεχνικά, θα είναι εφικτή και η εξαγωγή οικονομικών αποτελεσμάτων προς συνολική εκτίμηση της εγκατάστασης. Συνοπτικά μπορούμε να συμπεράνουμε τα εξής: - Η διαστασιολόγηση και ο τύπος του καυστήρα είναι πολύ σημαντικά για την οικονομική λειτουργία ενός τέτοιου συστήματος. Λόγω της μη ύπαρξης εναλλακτικού καυστήρα στην Ελληνική αγορά κατά την διάρκεια της επιλογής του εξοπλισμού, ο καυστήρας που χρησιμοποιήθηκε, αφενός είναι υπερδιαστασιολογημένος και αφετέρου έχει χαμηλή απόδοση στην καύση pellets αφού είναι σχεδιασμένος να λειτουργεί γενικά με όλα τα διαθέσιμα καύσιμα ιομάζας. Σήμερα κυκλοφορούν και στην Ελληνική αγορά εξειδικευμένοι καυστήρες για pellets με υψηλές αποδώσεις (~90%) σε μεγάλο εύρος μεγεθών. - Πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή στη διαστασιολόγηση του δοχείου διαστολής της εγκατάστασης, για την αντιμετώπιση του φαινομένου της στασιμότητας κατά την διάρκεια της καλοκαιρινής περιόδου δεδομένου της σύμπτωσης μηδενικού φορτίου και μέγιστης ηλιακής απολαής. - Για την μεγαλύτερη απόδοση του συστήματος, ο έλεγχος του κυκλώματος ιομάζας πρέπει να γίνει με θερμοστάτη που να επιτρέπει την ρύθμιση μεγάλου αθμού υστέρησης. Με αφορμή αυτό το ειδικό συμπέρασμα, αξίζει να σημειωθεί μια γενικότερη παρατήρηση. Θα είναι σημαντικό, για την επιτυχή διάδοση των συστημάτων σαν αυτό που εξετάστηκε στο παρόν άρθρο, να εμφανιστούν τα συστήματα αυτά στην αγορά αφού οριστούν και ολοκληρωθούν διαδικασίες δοκιμών και, ενδεχομένως, τυποποίησης. Αυτό θα περιορίσει το κίνδυνο τεχνικών ατοπημάτων, τα οποία, αν και εύκολα στην επίλυσή τους, θα μπορούσαν να πλήξουν την αξιοπιστία της συγκεκριμένης τεχνολογίας. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Weiss, W., Solar Heating Systems - Status and Recent Technology Developments, ISES Solar World Congress, Goeteborg, Sweden, 2003. 2. Αηδόνης, Α., Δρόσου, Β., Καράγιωργας Μ., Θερμικά ηλιακά συστήματα combi για συνδυασμό θέρμανσης χώρων και ζεστού νερού χρήσης. 3o Εθνικό συνέδριο για την εφαρμογή των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας - ΕΜΠ RENES, Αθήνα, Φερ. 23-25, 2005, Πρακτικά Συνεδρίου. 3. Argiriou et al, Active solar space heating of residential buildings in northern Hellas- a case study, Energy and Buildings, 1996, p215-221. 4. [Task 26] International Energy Agency IEA, Solar Combisystems, Solar Heating & Cooling Programme <http://www.iea-shc.org>