Καλώς ήλθατε

Συνδεθείτε ή εγγραφείτε ως Μέλη, προκειμένου να σχολιάσετε αναρτημένα άρθρα, slides κλπ ή/και να διατυπώσετε τις δικές σας απόψεις για οποιοδήποτε θέμα τεχνικού ενδιαφέροντος.

Σάββατο, 27 Νοεμβρίου 2021

Από τους κ.κ. Α. Τζαχάνη, Ν. Νίνο, Κ. Κιτσάκη, Τμήμα Μηχανολογίας, ΤΕΙ Λάρισας

Αναδημοσίευση από το περιοδικό ΤΕΧΝΙΚΑ (http://www.tekdotiki.gr)

ÅÊÔÉÌÇÓÇ ÔÏÕ ÅÍÅÑÃÅÉÁÊÏÕ ÊÅÑÄÏÕÓ Ö/ ÓÔÏÉ×ÅÉÙÍ ÇËÉÁÊÇÓ É×ÍÇËÁÔÇÓÇÓ ÌÅ ÐÑÏÓÏÌÏÉÙÓÇ Áðü ôïõò ê.ê. Á. Ôæá÷Üíç, Í. Íßíï, Ê. ÊéôóÜêç, ÔìÞìá Ìç÷áíïëïãßáò, ÔÅÉ ËÜñéóáò 1. ÅÉÓÁÃÙÃÇ Ï âÝëôéóôïò ó÷åäéáóìüò óõóôçìÜôùí áðïññüöçóçò êáé ìåôáôñïðÞò ôçò çëéáêÞò åíÝñãåéáò åóôéÜæåôáé óôçí áñ÷Þ ôçò ìåãéóôïðïßçóçò ôçò áðüäïóçò óå ó÷Ýóç ìå ôï õöéóôÜìåíï çëéáêü äõíáìéêü, äéáôçñþíôáò ôç ìéêñüôåñç äõíáôÞ äáðÜíç ãéá ôï óêïðü áõôü. Ìéá ãíùóôÞ ìÝèïäïò áýîçóçò ôçò áðüäïóçò çëéáêþí óõëëåêôþí Þ öùôïâïëôáúêþí ðëáéóßùí åßíáé ç é÷íçëÜôçóç ôïõ Þëéïõ Þ çëéïôñïðéóìüò, äçëáäÞ ç êßíçóç ôçò åðéöÜíåéáò ôïõ äÝêôç áêïëïõèþíôáò ôçí çëéáêÞ ôñï÷éÜ êáé áðïññïöþíôáò Ýôóé ôç ìÝãéóôç ðñïóðßðôïõóá áêôéíïâïëßá.Ïé áõôüìáôïé ìç÷áíéóìïß ôùí äéáôÜîåùí ðáñáêïëïýèçóçò ôçò ðïñåßáò ôïõ Þëéïõ áðïôåëïýí óõíÞèùò óýíèåôåò êáôáóêåõÝò, áñêåôÜ áêñéâÝò ìå, ðñáêôéêÜ, Üãíùóôç áîéïðéóôßá êáé áêñßâåéá. Åðßóçò, ïé áíáìåíüìåíåò áõîÞóåéò ôçò áðüäïóçò çëéáêþí é÷íçëáôþí ðïõ áíáöÝñïíôáé óôç âéâëéïãñáößá Þ áíáêïéíþíïíôáé áðü ôïõò êáôáóêåõáóôÝò, äéáöÝñïõí áñêåôÜ ìåôáîý ôïõò. Ùò åê ôïýôùí, ç åêôßìçóç ôçò áíáìåíüìåíçò áýîçóçò ôïõ åíåñãåéáêïý êÝñäïõò óå ó÷Ýóç ìå ôá óôáèåñÜ ðëáßóéá, èåùñåßôáé óçìáíôé-êÞ êáé ÷ñÞóéìç ãéá ôç ëÞøç ìéáò ôå÷íéêÞò Þ êáé ïéêïíïìéêÞò áðüöáóçò.êßíçóç ôïõ çëéáêïý äßóêïõ ïëïêëçñþíåôáé ìå ðåñéóôñïöÞ ãýñù áðü ôïí êáôáêüñõöï Üîïíá ÂïñÜ-Íüôïõ. Ïé çëéïôñïðéêïß ìç÷áíéóìïß åëÝã÷ïíôáé óõíÞèùò ìå óåñâïêéíçôÞñåò, ìéêñïåðåîåñãáóôÝò êáé êáôÜëëçëï ëïãéóìéêü [6,7], åíþ ïé áõîÞóåéò áðüäïóçò óýìöùíá ìå ôçí âéâëéïãñáößá, óå óýãêñéóç ìå óôáèåñÝò ìïíÜäåò, êõìáßíïíôáé áðü 25% ìÝ÷ñé êáé 50% [2].ÕðÜñ÷ïõí áñêåôÝò ëýóåéò ó÷åäéáóìïý êáé áíÜðôõîçò çëéïôñïðéêþí ìç÷áíéóìþí åßôå ãéá çëéáêïýò óõëëÝêôåò åßôå ãéá Ö/ ðëáßóéá. [3]. ¼ëá ôá ìïíôÝëá âáóßæïíôáé óôç áñ÷Þ üôé ç åðéöÜíåéá ôïõ äÝêôç ðñÝðåé íá ðåñéóôñÝöåôáé áêïëïõèþíôáò ôéò äýï çëéáêÝò ãùíßåò – çëéáêü ýøïò êáé áæéìïýèéï, åëá÷éóôïðïéþíôáò Ýôóé ôçí ãùíßá ðñüóðôùóçò. Ïé äéáöïñåôéêÝò êáôáóêåõáóôéêÝò ëýóåéò ðïõ äßíïíôáé ðñïäéáãñÜöïõí ôéò äõíáôÝò åðéëïãÝò êáôÜ ôç äéáäéêáóßá ó÷åäéáóìïý ôïõ ìç÷áíéóìïý. ÏõóéáóôéêÜ, õðÜñ÷ïõ äýï áíåîÜñôçôåò ðåñéóôñïöéêÝò êéíÞóåéò, ïé ïðïßåò ïñßæïõí ôïí é÷íçëÜôç åíüò Þ äýï áîüíùí. Ï Ýíáò åî áõôþí åßíáé ïñéæüíôéïò åðéôñÝðïíôáò ôçí ðåñéóôñïöÞ óýìöùíá ìå ôï çëéáêü ýøïò, åíþ ç áæéìïõèéáêÞÐÅÑÉËÇØÇ Çëéïôñïðéêïß ìç÷áíéóìïß ÷ñçóéìïðïéïýíôáé óÞìåñá åõñýôåñá ìå óêïðü ôçí áýîçóç ôçò áðüäïóçò öùôïâïëôáúêþí ðëáéóßùí ðïõ êéíïýíôáé óå Ýíá Þ óå äýï Üîïíåò ðåñéóôñïöÞò. Ïé áõîÞóåéò áõôÝò èåùñïýíôáé óçìáíôéêÝò, ùóôüóï ôá ìåãÝèç ôïõò óå ó÷Ýóç ìå óôáèåñïýò äÝêôåò äåí Ý÷ïõí åðéâåâáéùèåß ìÝ÷ñé óÞìåñá åðßóçìá ìå åðáñêåßò ìåôñÞóåéò óôç ÷þñá ìáò. Ç åñãáóßá áõôÞ ðáñïõóéÜæåé ôá áðïôåëÝóìáôá ôçò åöáñìïãÞò åíüò ìïíôÝëïõ áñéèìçôéêÞò ðñïóïìïßùóçò éäáíéêïý é÷íçëÜôç ôçò ñïÞò çëéáêÞò áêôéíïâïëßáò óå óõíèÞêåò êáèáñïý ïõñáíïý. Ï êþäéêáò äçìéïõñãÞèçêå ãéá íá ïëïêëçñþíåé óõãêñéôéêÝò áîéïëïãÞóåéò ìåôáîý óôáèåñþí êáé çëéïôñïðéêþí ðëáéóßùí åíüò êáé äýï áîüíùí, óå ó÷Ýóç ìå ôçí çëéïöÜíåéá ôïõ ôüðïõ. Äéáðéóôþèçêå üôé ôá ìçíéáßá åíåñãåéáêÜ êÝñäç ðïõ áðïöÝñåé ï äéáîïíéêüò äÝêôçò, Ýíáíôé ôïõ óôáèåñïý, êõìáßíïíôáé áðü 19,5% ôïí ÄåêÝìâñéï Ýùò 24,15% ôïí Éïýíéï, åíþ ç ìÝóç åôÞóéá áýîçóç åßíáé 23,11%. Ç áðüäïóç ôïõ ìïíïáîïíéêïý äÝêôç ìå áæéìïõèéáêÞ ðåñéóôñïöÞ êáé óôáèåñÞ êëßóç 45º, åßíáé óå åôÞóéá âÜóç êáôÜ 9,5% ìéêñüôåñç áðü áõôÞ ôïõ äéáîïíéêïý. Äéáðéóôþèçêáí ôÝëïò Üñéóôåò óõãêëßóåéò ìå áðïôåëÝóìáôá Üëëùí ìïíôÝëùí. (*) Ôï ÓõíÝäñéï ïñãáíþèçêå áðü ôï "Éíóôéôïýôï ÇëéáêÞò Ôå÷íéêÞò", óå óõíåñãáóßá ìå ôï Åðéóôçìïíéêü Ôå÷íéêü ÅðéìåëçôÞñéï Êýðñïõ.ÐåéñáìáôéêÝò ìåôñÞóåéò êáôÝãñáøáí üôé ïé áðïäüóåéò çëéïôñïðéêþí ðëáéóßùí Ýíáíôé ôùí óôáèåñþí ìå âÝëôéóôç ôïðïèÝôçóç, åìöáíßæïõí óçìáíôéêÝò ìåôáâïëÝò óå ó÷Ýóç ìå ôï ãåùãñáöéêü ðëÜôïò, åíþ ôá åíåñãåéáêÜ êÝñäç ôïõ çëéïôñïðéêïý äÝêôç äýï áîüíùí áíÝñ÷ïíôáé åôçóßùò óå 39,7% ãéá ôï Âåñïëßíï êáé 41,8% ãéá ôçí ÐÜôñá [4]. ÓõãêñéôéêÜ ìåãÝèç áðüäïóçò ìåôáîý óôáèåñþí êáé çëéïôñïðéêþí Ö/ áíáêïéíþèçêáí ðñüóöáôá ãéá üëç ôçí Åõñþðç áðü ôï Éíóôéôïýôï ÅíÝñãåéáò ôïõ Åõñùðáúêïý ÊÝíôñïõ Åñåõíþí óôï Ispra ôçò Éôáëßáò [5]. ÁíáöÝñïíôáé, ãåíéêüôåñá, áõîÞóåéò áðü 2055% ìå ìåãÝèç áé÷ìÞò óôç Âüñåéá Óêáíäéíáâßá êáé ìå ìåãáëýôåñá êÝñäç óôç Íüôéá Åõñþðç óå ó÷Ýóç ìå ôçí ÊåíôñéêÞ. Ôï Éíóôéôïýôï ðñïóöÝñåé ôÝëïò ìéá äéáäéêôõáêÞ åöáñìïãÞ ãéá õðïëïãéóìïýò áðüäïóçò óå óõíÜñôçóç ôïõ ôüðïõ, óýìöùíá ìå ôçí ïðïßá óôç ËÜñéóá ç åôÞóéá áýîçóç áðüäïóçò ôïõ äéáîïíéêïý äÝêôç Ýíáíôé ôïõ óôáèåñïý ðñïâëÝðåôáé óå 21,5%. Óôçí åñãáóßá áõôÞ ðáñïõóéÜæïíôáé ôá áðïôåëÝóìáôá ìéáò ôå÷íéêÞò ðñïóïìïßùóçò ðïõ ïäçãåß óå ðñüâëåøç êáé óõãêñéôéêÞ áîéïëüãçóç ôïõ åíåñãåéáêïý êÝñäïõò óôáèåñþí êáé çëéïôñïðéêþí Ö/ ðëáéóßùí. Ç ìÝèïäïò áíáðôý÷èçêå óôï ÅñãáóôÞñéï ÌåôÜäïóçò Èåñìüôçôáò ôïõ ÔÅÉ ËÜñéóáò óôï ðëáßóéï ìéáò åõñýôåñçò Ýñåõíáò ó÷åôéêÜ ìå ôçí åíåñãåéáêÞ áîéïëüãçóç ðáèçôéêþí çëéáêþí óôïé÷åßùí [8,9], Ý÷ïíôáò ùò âÜóç ôï ìáèçìáôéêü ìïíôÝëï êáèáñïý ïõñáíïý ôçò ASHRAE [1]. Ùò åê ôïýôïõ, ðñüêåéôáé ãéá ðñïóïìïßùóç ëåéôïõñãßáò éäáíéêïý äÝêôç êáé ôá ìåãÝèç áðüäïóçò áðïôåëïýí ïñéáêÜ ìÝãéóôá. Ï êþäéêáò åßíáé åöáñìüóéìïò óå êÜèå ðåñéï÷Þ ìå ãíùóôü çëéáêü äõíáìéêü êáé ðáñÝ÷åé ÷ñÞóéìá óôïé÷åßá ðñïò êÜèå åíäéáöåñüìåíï óå óýãêñéóç ìå áõôÜ ðïõ áíáêïéíþíïíôáé óå äéáöçìéóôéêÜ öõëëÜäéá ôùí åôáéñéþí äéáêßíçóçò çëéïôñï- ÅÊÔÉÌÇÓÇ ÔÏÕ ÅÍÅÑÃÅÉÁÊÏÕ ÊÅÑÄÏÕÓ Ö/ ÓÔÏÉ×ÅÉÙÍ ÇËÉÁÊÇÓ É×ÍÇËÁÔÇÓÇÓ ÌÅ ÐÑÏÓÏÌÏÉÙÓÇ ðéêþí óõóôçìÜôùí.2. ÐÅÑÉÃÑÁÖÇ ÔÏÕ ÐÑÏÃÑÁÌÌÁÔÏÓ Ï áëãüñéèìïò ðñïóïìïßùóçò áðïôåëåßôáé áðü äýï âáóéêÝò äéáäéêáóßåò õðïëïãéóìïý ðïõ ðåñéãñÜöïíôáé óõíïðôéêÜ ðéï êÜôù: Ç ðñþôç ðåñéëáìâÜíåé ôï õðïðñüãñáììá óôáèåñïý äÝêôç, üðïõ ìå åéóáãùãÞ óôáèåñþí ðáñáìÝôñùí (ð.÷., çìÝñá, èÝóç äÝêôç, êëßóç, ðñïóáíáôïëéóìüò), õðïëïãßæåôáé áñ÷éêÜ óå âñüã÷ï 24þñïõ ç çëéáêÞ ãåùìåôñßá êáé ïé óõíéóôþóåò ôçò çëéáêÞò áêôéíïâïëßáò, åíþ ó÷åäéÜæåôáé êáôüðéí ôï ðñïößë ôçò ðñïóðßðôïõóáò ïëéêÞò áêôéíïâïëßáò óôáèåñïý äÝêôç óôç äéÜñêåéá ôçò çëéïöÜíåéáò ôçò çìÝñáò. Ïé ÷ñïíéêÜ ìåôáâáëëüìåíåò èåôéêÝò ôéìÝò ôùí ãùíéþí çëéáêïý ýøïõò (âsun) êáé ôïõ áíôßóôïé÷ïõ áæéìïýèéïõ (ãsun), õðïëïãßæïíôáé êáé áðïèçêåýïíôáé óå áñ÷åßï äåäïìÝíùí. Ïé ôéìÝò áõôÝò ÷ñçóéìïðïéïýíôáé êáôüðéí ùò áñ÷åßï åéóáãùãÞò ãéá ôïí çëéïôñïðéêü äÝêôç. Ç äåýôåñç äéáäéêáóßá ðåñéÝ÷åé ôï õðïðñüãñáììá ôïõ çëéïôñïðéêïý äÝêôç, üðïõ ïé ôéìÝò ôïõ áðïèçêåìÝíïõ áñ÷åßïõ äåäïìÝíùí ìå ôéò çëéáêÝò ãùíßåò áíôëïýíôáé óå ðåñßïäï 24ùñïõ âñüã÷ïõ êáé åéóÜãïíôáé ôþñá ùò ãùíßåò êëßóçò êáé ðñïóáíáôïëéóìïý ôïõ äÝêôç. ÏõóéáóôéêÜ éó÷ýïõí ïé ó÷Ýóåéò çëéáêü ýøïò (âsun) = êëßóç äÝêôç êáé áæéìïýèéï (ãsun) = ðñïóáíáôïëéóìüò äÝêôç. Áêïëïõèåß êáôüðéí ï õðïëïãéóìüò ôçò ïëéêÞò áêôéíïâïëßáò êáé ï ó÷åäéáóìüò ôçò çìåñÞóéáò êáìðýëçò ìåôáâïëÞò ôçò áêôéíïâïëßáò ðïõ äÝ÷åôáé ôï ðåñéóôñåöüìåíï ðëáßóéï, ìå ÷ñÞóç ôùí èåôéêþí ôéìþí ôïõ çëéáêïý ýøïõò. Ìå ïëïêëÞñùóç ôçò åðéöÜíåéáò ðïõ ðåñéÝ÷åôáé óôçí êáìðýëç ðñïêýðôåé êáôüðéí ãéá êÜèå äÝêôç ç ìÝóç ôéìÞ Ýíôáóçò ç ïðïßá óõó÷åôßæåôáé ôÝëïò ìå ôéò þñåò çëéïöÜíåéáò êáé ôåëéêÜ ðñïêýðôåé ç çëéáêÞ åíÝñãåéá ðïõ äÝ÷ïíôáé ïé äÝêôåò óå çìåñÞóéá, ìçíéáßá Þ åôÞóéá âÜóç.3. ÁÐÏÔÅËÅÓÌÁÔÁ 3.1. Åðï÷éêÝò áõîÞóåéò áêôéíïâïëßáò çëéïôñïðéêïý Ýíáíôé óôáèåñïý äÝêôç. Ç ðñïóïìïßùóç ôçò çìåñÞóéáò áêôéíïâïëßáò ðïõ ðñïóðßðôåé óôéò åðéöÜíåéåò ôùí çëéïôñïðéêþí êáé ôïõ óôáèåñïý äÝêôç ìå íüôéï ðñïóáíáôïëéóìü êáé êëßóç 45°, öáßíïíôáé óôéò Åéêüíåò 1,2 êáé 3. Ðñüêåéôáé ãéá ôá ðñïößë çëéáêÞò éó÷ýïò êáèáñïý ïõñáíïý óôï ãåùãñáöéêü ðëÜôïò 39,6° êáé áíáöÝñïíôáé óôçí 21ç çìÝñá ôïõ êÜèå åíüò áðü ôïõò ôñåéò áíôéðñïóùðåõôéêïýò ìÞíåò. Äéáêñßíïíôáé ïé åðï÷éêÝò äéáöïñÝò ôçò ðñïóðßðôïõóáò Ýíôáóçò óå ìÝãåèïò êáé äéÜñêåéá, ìåôáîý ôùí ôñéþí ðåñéðôþóåùí. Åßíáé åìöáíÝò üôé ïé äéáöïñÝò çëéáêÞò Ýíôáóçò áíÜìåóá óôïõò ôñåéò äÝêôåò ìåéþíïíôáé óçìáíôéêÜ ôï ÷åéìþíá, åíþ ï áæéìïõèéáêüò äÝêôçò âñßóêåôáé ðïëý êïíôÜ óôá ìåãÝèç ôïõ äéáîïíéêïý êáè’ üëï ôï Ýôïò. ÌåÅéêüíá 1. ÇìåñÞóéá ìåôáâïëÞ ðñïóðßðôïõóáò çëéáêÞò áêôéíïâïëßáò óå óôáèåñü êáé óå çëéïôñïðéêïýò äÝêôåò (21ç Éáíïõáñßïõ).Åéêüíá 2. ÇìåñÞóéá ìåôáâïëÞ ðñïóðßðôïõóáò çëéáêÞò áêôéíïâïëßáò óå óôáèåñü êáé óå çëéïôñïðéêïýò äÝêôåò (21ç Éïõíßïõ).Åéêüíá 3. ÇìåñÞóéá ìåôáâïëÞ ðñïóðßðôïõóáò ïëéêÞò çëéáêÞò áêôéíïâïëßáò óå óôáèåñü êáé óå çëéïôñïðéêïýò äÝêôåò (21ç Óåðôåìâñßïõ). ïëïêëÞñùóç ôçò åðéöÜíåéáò ðïõ ðåñéêëåßíåé êÜèå êáìðýëç áêôéíïâïëßáò ðñïêýðôåé ç çìåñÞóéá åíÝñãåéá ðïõ äÝ÷ïíôáé ïé äÝêôåò ôçí 21ç çìÝñá êÜèå ìÞíá óå Wh/m2day (Åéêüíá 4). Ç ìÝóç Ýíôáóç çìÝñáò êÜèå äÝêôç, Im (W/m2), èá ðñïêýøåé êáôüðéí ùò ãéíüìåíï ôçò çìåñÞóéáò åíÝñãåéáò ìå ôéò þñåò çëéïöÜíåéáò ðïõ ôïõ áíôéóôïé÷ïýí. Ç Åéêüíá 4 äåß÷íåé üôé êáôÜ ôçí åôÞóéá ìåôáâïëÞ ôçò çìåñÞóéáò åíåñãåéáêÞò áðïëáâÞò ï óôáèåñüò äÝêôçò õðïëåßðåôáé ôïõ äéáîïíéêïý êáôÜ ìÝãéóôï 38.8% ôïí Éïýíéï êáô’ åëÜ÷éóôï 18.6% ôïí ÄåêÝìâñéï. Óå åôÞóéá âÜóç ç äéáöïñÜ ôïõò âñßóêåôáé óå ðïóïóôü 27.7%. Ï áæéìïõèéáêüò äÝêôçò õðïëåßðåôáé ôïõ äéáîïíéêïý óå ðïóïóôÜ áðü 8,5% ôïí ÉáíïõÜñéï Ýùò 11,8% ôïí Éïýíéï. Ôá ðïóïóôÜ áõôÜ äåß÷íïõí üôé ï äÝêôçò äýï áîüíùí áðïäßäåé óå åôÞóéá âÜóç ìüíï 10% ðåñéóóüôåñï óå óýãêñéóç ìå ôïí áæéìïõèéáêü. Ç äéáðéóôþóåéò áõôÝò åßíáé óçìáíôéêÝò äéüôé áöåíüò èÝôïõí õðü êñßóç ôçí åðéëïãÞ ôùí äýï áîüíùí ùò ôçí ïéêïíïìïôå÷íéêÜ âÝëôéóôç êáé áöåôÝñïõ áíôéêñïýïõí ôéò áðüøåéò üôé ï äéáîïíéêüò äÝêôçò áðïäßäåé ðåñéóóüôå-Åéêüíá 4. ÌåôáâïëÞ çìåñÞóéáò áðïëáâÞò çëéáêÞò åíÝñãåéáò ñï áðü 40% Ýíáíôé ôïõ óôáèåñïý. Ùóôüóï, ôá óõãêñéôéêÜ áõôÜ áðïôåëÝóìáôá ðñïÝêõøáí áðü éäáíéêÝò þñåò çëéïöÜíåéáò êáèáñïý ïõñáíïý êáôÜ ôçí 21ç çìÝñá, áíôéðñïóùðåõôéêÞ ãéá üëï ôï ìÞíá. Ìéá áêñéâÝóôåñç ðñïóÝããéóç ôïõ öõóéêïý öáéíüìåíïõ èåùñïýìå üôé áðïôåëåß ï êáèïñéóìüò ôçò ìÝóçò çëéáêÞò Ýíôáóçò Im [W/m2], áíôéðñïóùðåõôéêÞò ãéá êÜèå ìÞíá, éêáíÞò íá óõó÷åôéóôåß ìå ôéò ðñáãìáôéêÝò þñåò çëéïöÜíåéáò ìéáò ðåñéï÷Þò þóôå íá åêôéìçèåß ç áíáìåíüìåíç áðïëáâÞ åíÝñãåéáò (Åéêüíá 5).Åéêüíá 5. ÌÝóç Ýíôáóç áêôéíïâïëßáò Im (W/m2) ðïõ ðñïóðßðôåé ôçí 21ç çìÝñá êÜèå ìÞíá óå óôáèåñü êáé óå çëéïôñïðéêïýò äÝêôåò. Óýìöùíá ìå ôçí Åéêüíá 5, ç ìÝóç Ýíôáóç ðñïóðßðôïõóáò áêôéíïâïëßáò ôïõ äéáîïíéêïý äÝêôç Ýíáíôé ôïõ óôáèåñïý, åßíáé êáôÜ ìÝãéóôï 24,7% ôïí ÌÜéï êáé êáô’ åëÜ÷éóôï 19,6% ìåãáëýôåñç, ôï ÄåêÝìâñéï. Ï äÝêôçò åíüò Üîïíá ìå áæéìïõèéáêÞ êßíçóç õðïëåßðåôáé ôïõ äéáîïíéêïý áðü 6,5% ôïí Ïêôþâñéï Ýùò 11,8% ôïí Éïýíéï.3.2. Ç áýîçóç ôçò åíåñãåéáêÞò áðïëáâÞò. Ìå âÜóç ôá áðïôåëÝóìáôá ôçò Åéêüíáò 5, ôá ìåãÝèç ôçò ìçíéáßáò Þ êáé åôÞóéáò åíåñãåéáêÞò áýîçóçò ôùí çëéïôñïðéêþí ðëáéóßùí Ýíáíôé ôïõ óôáèåñïý, ìðïñïýí íá ðñïêýøïõí áí ëÜâïõìå õðüøç ôéò ðñáãìáôéêÝò óõíèÞêåò çëéïöÜíåéáò ôçò ðåñéï÷Þò. Ï Ðßíáêáò 1 ðåñéÝ÷åé, ãéá ôçí ôåëåõôáßá äåêáåôßá, ôçí êáôÜ ìÞíá äéÜñêåéá çëéïöÜíåéáò óå þñåò. Óôçí Åéêüíá 6 êáé óôïí Ðßíáêá 2 äéáêñßíïíôáé ïé åôÞóéåò äéáêõìÜíóåéò åíåñãåéáêÞò áðïëáâÞò (kWh/m2month), êÜèå äÝêôç, üðùò ðñïêýðôïõí áðü ôçí ðñïóïìïéùìÝíç ôéìÞ ôçò ìÝóçò Ýíôáóç êáé ôéò ìÝóåò êáôÜ ìÞíá þñåò çëéïöÜíåéáò ôçò äåêáåôßáò. Óýìöùíá ìå ôçí Åéêüíá 6 êáé ôïí Ðßíáêá 2 äéáêñßíïõìå üôé ï äéáîïíéêüò äÝêôçò õðå- ÅÊÔÉÌÇÓÇ ÔÏÕ ÅÍÅÑÃÅÉÁÊÏÕ ÊÅÑÄÏÕÓ Ö/ ÓÔÏÉ×ÅÉÙÍ ÇËÉÁÊÇÓ É×ÍÇËÁÔÇÓÇÓ ÌÅ ÐÑÏÓÏÌÏÉÙÓÇ Ðßíáêáò 1. ¿ñåò çëéïöÜíåéáò óôç ËÜñéóá óå áðüëõôá ìÝãéóôåò, ìÝóåò êáé áðüëõôá åëÜ÷éóôåò êáôÜ ôç äåêáåôßá 1991-2000. Jan Abs. Max Mean Abs.M in.Åéêüíá 6. ÅíåñãåéáêÜ êÝñäç óôáèåñïý êáé çëéïôñïðéêþí ðëáéóßùí ìïíïý êáé äéðëïý Üîïíá óå 2 kWh/m mo, óýìöùíá ìå ôçí êáôÜ ìÞíá ìÝóç çëéïöÜíåéá ôçò äåêáåôßáò. ñÝ÷åé Ýíáíôé ôïõ óôáèåñïý êáôÜ ìÝãéóôï 24,15% ôïí Éïýíéï êáé 19,5% êáô’ åëÜ÷éóôï ôï ÄåêÝìâñéï, åíþ ç ìÝóç åôÞóéá áýîçóç õðïëïãßæåôáé óå 23,11%. Ïé áðïäüóåéò ôïõ áæéìïõèéáêïý çëéáêïý é÷íçëÜôç õðïëåßðïíôáé áðü áõôÝò ôïõ äéáîïíéêïý óå ðïóïóôÜ ðïõ êõìáßíïíôáé áðü 8,58% ôïí ÉáíïõÜñéï ìÝ÷ñé êáé 11,8 ôïí Éïýíéï. Óå åôÞóéá âÜóç ç äéáöïñÜ ôïõò âñßóêåôáé óå ðïóïóôü 9,56%.4. ÓÕÌÐÅÑÁÓÌÁÔÁ ÄçìéïõñãÞèçêå Ýíá áñéèìçôéêü ìïíôÝëï éêáíü íá ðñïóïìïéþíåé ìåôáâáôéêÜ çëéáêÜ ìåãÝèç êáé íá ðñïâëÝðåé ôéò ìåôáâïëÝò áðüäïóçò óå çëéïôñïðéêïýò êáé óôáèåñïýò çëéáêïýò äÝêôåò. Ïëïêëçñþèçêå ìéá óõãêñéôéêÞ áîéïëüãçóç ó÷åôéêÜ ìå ôçí áðüäïóç ôïõ çëéïôñïðéêïý äÝêôç åíüò êáé äýï áîüíùí Ýíáíôé ôïõ óôáèåñïý ìå êëßóç 45° êáéFebMarAprMayJuneJulyAugSeptOctNovDec172,8165,9255,1255,1300360397,1350291211140141123,2124,1142,8210244302,3337313,123415898,29573,65672,3155,3187244,7287,3257,320511539,554,2íüôéï ðñïóáíáôïëéóìü. Äéáðéóôþèçêå üôé ïé çìåñÞóéåò áõîÞóåéò ðñïóðßðôïõóáò çëéáêÞò åíÝñãåéáò ðïõ áðïäßäåé ï äÝêôçò äýï 2Ðßíáêáò 2. ÅíåñãåéáêÜ êÝñäç [kWh/m mo], óôáèåñïý äÝêôç êáé çëéïôñïðéêþí ðëáéóßùí Óôáèåñüò äÝêôçò ÉáíïõÜñéïò ÖåâñïõÜñéïò ÌÜñôéïò Áðñßëéïò ÌÜéïò Éïýíéïò Éïýëéïò Áýãïõóôïò ÓåðôÝìâñéïò Ïêôþâñéïò ÍïÝìâñéïò ÄåêÝìâñéïò ÓÕÍÏËÏ75,805 79,945 89,578 129,822 143,978 175,787 196,269 188,267 140,747 98,110 59,048 56,259 1433,615É÷íçëÜôçò É÷íçëÜôçò åíüò äýï Üîïíá áîüíùí 86,917 95,077 94,465 101,863 108,813 119,002 155,379 172,095 169,932 191,195 204,354 231,773 229,564 257,872 222,332 245,189 169,754 184,498 114,160 122,122 67,669 74,023 63,004 69,957 1686,343 1864,667SOLAR TRACKING pv-panels VS FIXED ONES. an efficiency assessment VIA SIMULATION A. Tzachanis, N. Ninos, K. Kitsakis Department of Mechanical Engineering, Technological Educational Institute of Larissa 41110 Larissa, Greece, e-mail: tzach@teilar.gr ABSTRACT Solar tracking mechanisms are widely used for increasing the efficiency of solar PV-arrays, especially the ones with two-axis of rotation. Such an automated system is normally not cheap, reliable and easy to construct. Therefore an estimation of its energy efficiency compared with a stationary system is considered as useful and important for a technical and/or economical decision. As a solution to this issue, our paper presents a simulation model designed and developed to perform comparative assessments between the tracking and the stationary option. The algorithm, based on the simulation of the time variable solar flux, predicts and compares the expected energy income between the one and the two- axes rotating, and the stationary solution. The simulated shape of the daily solar radiation intensity incident on the considered systems is then correlated with the prevailing sunshine hours of the location, resulting to an estimation of the energy surplus provided by the tracking panels. An application of the developed simulation technique for the area of central Greece has shown that the monthly energy surplus provided by the two-axis tracker compared with the stationary receiver, varies from 19,5% in December up to 24,15% in June, while the mean annual increase is 23,11%. On the contrary, the annual average of the predicted energy gain provided by the one-axis azimuthal tracking panel with 45° tilt, is only 9,5% less than that of the two-axis option. Finally, a comparison of the results with similar ones provided by the Joint Research Centre of the European Commission has shown an excellent agreement verifying thus the strength of the developed simulation model.áîüíùí Ýíáíôé ôïõ óôáèåñïý åßíáé 38,8% êáôÜ ìÝãéóôï êáé 18,6% êáô’ åëÜ÷éóôï. Óå åôÞóéá âÜóç ç áýîçóç âñßóêåôáé óôï 27,6%. Ï é÷íçëÜôçò ìïíïý Üîïíá ìå áæéìïõèéáêÞ êßíçóç áðïöÝñåé áðïäüóåéò óå ðïóïóôÜ 88,2% Ýùò 91,5% Ýíáíôé ôïõ äéáîïíéêïý. Ìå ðñáãìáôéêÝò óõíèÞêåò çëéïöÜíåéáò ôçò ðåñéï÷Þò õðïëïãßóôçêå ç áýîçóç óå çëéáêÞ åíÝñãåéá ðïõ ðáñÝ÷ïõí ïé äÝêôåò êáôÜ ìÞíá êáé Ýôïò. Ç ôåëéêÞ áõôÞ ðñïóÝããéóç Ýäåéîå üôé ï äÝêôçò äýï áîüíùí ðáñÝ÷åé áõîÞóåéò áðü 19,5% Ýùò 24,15% Ýíáíôé ôïõ óôáèåñïý, ìå ìÝóç åôÞóéá áýîçóç 23,11%. Ï äå áæéìïõèéáêüò äÝêôçò ðáñÝ÷åé åôÞóéá áýîçóç óå ðïóïóôü 90,5% Ýíáíôé ôïõ äéáîïíéêïý. Ç óýãêñéóç ôùí áðïôåëåóìÜôùí ìå ôï Åõñùðáúêü ÊÝíôñï Åñåõíþí Ýäåéîå ôÝëïò Üñéóôç óýãêëéóç, åðéâåâáéþíïíôáò ôçí áîéïðéóôßá ôïõ ìïíôÝëïõ ðñïóïìïßùóçò.ÂÉÂËÉÏÃÑÁÖÉÁ 1. ASHRAE, Handbook of Fundamentals (American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers, N.Y., 1993). 2. J.A. Duffie, W.A. Beckman, Solar Engineering of Thermal Processes (Second Edition, A. Willey Interscience Publication, N.Y., 1991). 3. M. Comsit, I.Visa, A. Duta, “Using Tracking Systems for improving the Efficiency of Solar Collectors”, Proc. of the International Conference on Energy and Environment, Bucharest Romania, 20-22 October 2005. 4. V. Dafopoulos, “Optimale Nutzung photovoltaischer Energiewandler-Langzeitmessung als Datenbasis zur Rechensimulation”, (Ph.D. Thesis, Fachbereich Elektrotechnik, D83, T.U. Berlin, 1994). 5. Huld T., Šúri M., Dunlop E.D., 2008, “Comparison of Potential Solar Electricity Output from Fixed-Inclined and Two-Axis Tracking Photovoltaic Modules in Europe”, Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 16, 47-59. 6. S. Kaplanis, G. Barakos, I. Georgoudakis, A. Katsaitis, “Design and Construction of a Solar Tracking System (S.T.S.) with two Rotation Axes”, Proc. VIIth National Symposium with International Participation on Computer aided Design of mechanical Systems PRASIC’02, Brasov Romania, Nov. 7-8 2002, Vol. III, 399-404. 7. D. Marinescu, C. Marinescu, “Software Sun Tracker Control for Romania”, Proc. of the International Conference on Sustainable Energy, Brasov Romania, July 7-9 2005, S. 2, 1-6. 8. A.Tzachanis, C. Sdravopoulou, “Calculation of the Total Solar Irradiation using Computer Simulation”, Proc. 2nd IASTED Conf. on Power and Energy Systems (Euro PES), Crete, Greece, June 25-28 2002, Vol. Renewable Energy and Technologies I, 382-387. 9. Á. Tzachanis, P. Chassiotis, K. Kitsakis, “Solar Heat Flow. A Simulation Model validated through Test-Cell Experiments”, Proc. 15th IASTED Conf. on Applied Simulation and Modelling, Rhodes, Greece, June 26-28 2006, Vol. Power and Energy Systems, 302-309. 10. N. Nßíïò, “ÁíÜðôõîç óõóôÞìáôïò ïäÞãçóçò çëéáêïý é÷íçëÜôç äýï áîüíùí”, Ðôõ÷éáêÞ åñãáóßá, TEI ËÜñéóáò, ÔìÞìá Ìç÷áíïëïãßáò, 2008.
Εισάγετε το όνομά σας. *
Εισάγετε το e-mail σας. *
Μήνυμα
Κάντε ένα σχόλιο για το άρθρο. Το μήνυμα σχολίου σας θα δημοσιοποιηθεί μετά από έγκριση από την αρμόδια Επιτροπή.
*

Σφάλμα

Εισάγετε το όνομά σας.

Σφάλμα

Εισάγετε το e-mail σας.

Σφάλμα

Εισάγετε μήνυμα σχολίου.

Σφάλμα

Προέκυψε ένα λάθος κατά την αποστολή του σχολίου σας, παρακαλώ δοκιμάστε ξανά αργότερα.

Μήνυμα

Το μήνυμα σχολίου απεστάλη επιτυχώς. Θα δημοσιευτεί το συντομότερο δυνατό μετά την έγκριση του από την αρμόδια Επιτροπή.