Ανάπτυξη, Μελέτη, Παραγωγή και Περιβαλλοντική Ανάλυση Προηγμένων Ηλιακών Θερμικών Συλλεκτών και Συστημάτων Αποθήκευσης Θερμότητας με Χρήση Κενού και Υλικών Αλλαγής Φάσης

 

Σύντομη περιγραφή

Η ηλιακή ενέργεια αποτελεί μια καθαρή ανανεώσιμη πηγή ενέργειας η οποία μπορεί να αξιοποιηθεί με αρκετούς διαφορετικούς τρόπους για πληθώρα εφαρμογών και αποτελεί μοχλό οικονομικής ανάπτυξης της χώρας μας, καθώς οι επενδύσεις που έχουν υλοποιηθεί κατά καιρούς, τόσο στη βιομηχανία όσο και στην παραγωγή ενέργειας (κυρίως ηλεκτρικής), αποδεδειγμένα έχουν αποφέρει σημαντικά κέρδη αλλά και ανάλογες θέσεις εργασίας. Από την άλλη μεριά, σημαντικό ποσοστό (~40%) της συνολικά παραγόμενης ενέργειας χρησιμοποιείται για την κάλυψη θερμικών αναγκών των κτηρίων, αφενός για τη θέρμανση νερού χρήσης και αφετέρου για θέρμανση χώρων. Με δεδομένο ότι η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε θερμότητα, μέσω ηλιακών θερμικών συστημάτων, έχει απόδοση μεταξύ 40 και 60%, ανάλογα με την επιθυμητή θερμοκρασία λειτουργίας, η αξιοποίησή της για την άμεση παραγωγή θερμότητας αποτελεί την πλέον ενδεδειγμένη ενεργειακά επιλογή.
Αντικείμενο του έργου ASVaCS (Advanced Solar Vacuum Collectors & Systems) είναι η ανάπτυξη, μελέτη και κατασκευή νέων, τεχνολογικά προηγμένων και καινοτόμων ΗΘΣ για παραγωγή ζεστού νερού χρήσης, θέρμανση-ψύξη-κλιματισμό χώρων αλλά και για εξειδικευμένες βιομηχανικές και γεωργικές εφαρμογές (αφαλάτωση, ξήρανση προϊόντων, κ.α.). Η υλοποίηση του έργου βασίζεται στην εξειδικευμένη τεχνογνωσία και εκτεταμένη ερευνητική εμπειρία των συμμετεχόντων ερευνητικών φορέων τόσο σε Ηλιακά Θερμικά Συστήματα (ΗΘΣ) όσο και σε θέματα περιβαλλοντικής σήμανσης και Ανάλυσης Κύκλου Ζωής βιομηχανικών συστημάτων. Σε ότι αφορά στην πρακτική εφαρμογή, η συμμετέχουσα εταιρεία έχει πολυετή βιομηχανική εμπειρία και εμπορική δράση σε ΗΘΣ και διαθέτει τις κατάλληλες υποδομές και την τεχνογνωσία για την επιτυχή ολοκλήρωση του έργου. Τα ΗΘΣ που προτείνονται αφορούν σε δύο είδη: τους ηλιακούς θερμικούς συλλέκτες σωλήνων κενού (Vacuum Collectors, VAC) και τις ολοκληρωμένες ηλιακές συσκευές συλλέκτη-αποθήκης θερμότητας με ταυτόχρονη χρήση υλικών αλλαγής φάσης και μερικού κενού (Integrated Collector Storage, ICS). Τόσο τα συστήματα VAC όσο και τα ICS συνδυάζονται με συγκεντρωτικές διατάξεις-κάτοπτρα μικρού και μέσου γεωμετρικού λόγου συγκέντρωσης. Τα προτεινόμενα συστήματα VAC πλεονεκτούν έναντι των συμβατικών ηλιακών θερμικών συλλεκτών διότι παρουσιάζουν σαφώς υψηλότερες αποδόσεις, σε υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας, παρουσιάζοντας ταυτόχρονα αυξημένο θερμοκρασιακό εύρος λειτουργίας. Αντίστοιχα, τα ICS καινοτομούν ενσωματώνοντας τεχνολογίες για ταυτόχρονη παραγωγή και αποθήκευση θερμικής ενέργειας σε ενιαία μονάδα, καθιστώντας τα σαφώς οικονομικότερα έναντι των συμβατικών ηλιακών θερμοσιφωνικών συστημάτων.
Βασικός στόχος του έργου είναι η ανάπτυξη, κατασκευή και εντέλει διάθεση στην αγορά, νέων και καινοτόμων βιομηχανικών ΗΘΣ που θα καλύπτουν επαρκώς μεγάλο εύρος εφαρμογών τόσο στον κτηριακό τομέα όσο και στη βιομηχανία, ενώ σημαντικό θεωρείται το δυναμικό εφαρμογής των προτεινόμενων συσκευών (και κυρίως των ICS) σε ξενοδοχεία.
Για την υλοποίηση του έργου θα:
1. πραγματοποιηθούν θεωρητικές και υπολογιστικές αναλύσεις αναφορικά με την οπτική και τη θερμική συμπεριφορά των ΗΘΣ,
2. κατασκευαστούν πειραματικά μοντέλα ΗΘΣ τα οποία θα είναι σύμφωνα με τα αποτελέσματα των θεωρητικών – υπολογιστικών αναλύσεων της οπτικής και της θερμικής συμπεριφοράς τους,
3. πραγματοποιηθούν εξειδικευμένες πειραματικές δοκιμές για τον προσδιορισμό και επιβεβαίωση της θερμικής συμπεριφοράς των πειραματικών μοντέλων,
4. κατασκευαστούν βιομηχανικά μοντέλα ΗΘΣ σύμφωνα με τις θεωρητικές και πειραματικές μελέτες και θα πραγματοποιηθούν εκτεταμένες πειραματικές δοκιμές σε πραγματικές συνθήκες λειτουργίας,
5. υλοποιηθούν μελέτες Ανάλυσης Κύκλου Ζωής αλλά και περιβαλλοντικές-οικονομοτεχνικές αναλύσεις για τα προτεινόμενα βιομηχανικά μοντέλα και διατάξεις,
6. πραγματοποιηθούν προσομοιώσεις για την ένταξη των βιομηχανικών ΗΘΣ σε κτήρια (οικίες, ξενοδοχεία, κλπ) αλλά και κατάλληλες βιομηχανικές εφαρμογές, και θα μελετηθεί λεπτομερώς η ενεργειακή συμπεριφορά τους σε διαφορετικές κλιματικές περιοχές (Βόρεια, Κε

Μελέτες

No items found