ΝΕΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΓΙΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΤΙΣ ΚΑΤΟΙΚΙΕΣ, ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΕΣ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΚΗΠΙΑ Αν. Καθηγητής Ι. Τρυπαναγνωστόπουλος - Δρ Εμ. Σουλιώτης ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΙΑΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ – ΤΜ. ΦΥΣΙΚΗΣ – ΠΑΝ/ΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ

Εργαστήριο Ηλιακής Ενέργειας, Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Πατρών Εργαστήριο Ηλιακής Ενέργειας, Τμήμα Φυσικής Πανεπιστημίου Πατρών Είναι το πρώτο στην Ελλάδα Πανεπιστημιακό Εργαστήριο στο πεδίο της Ηλιακής Ενέργειας και έχει συνεχή δραστηριότητα στην έρευνα και στην εκπαίδευση για πάνω από 35 χρόνια. Δραστηριότητες: Ηλιακοί θερμικοί συλλέκτες Φωτοβολταϊκά, εξοικονόμηση ενέργειας μικρές ανεμογεννήτριες ενέργεια στα θερμοκήπια, κλπ

Οι συσκευές ICS είναι μια εναλλακτική πρόταση για συλλογή, μετατροπή και αξιοποίηση της ηλιακής ενέργειας σε θερμότητα, κυρίως για θέρμανση νερού οικιακής χρήσης 40–70 °C. Οι συσκευές ICS είναι ενιαίες και αυτόνομες για άμεση θέρμανση του νερού από το δίκτυο ύδρευσης και έχουν δυνατότητα θέρμανσης περί τα 100-200 l νερού και με κύριο χαρακτηριστικό τους, το δοχείο αποθήκευσης να αποτελεί ταυτόχρονα και την συλλεκτική επιφάνεια της ηλιακής ακτινοβολίας.

Οι συσκευές ICS έχουν το μισό κόστος σε σχέση με τις συσκευές FPTU και εναρμονίζονται καλύτερα στο χώρο εγκατάστασης, κυρίως λόγω του χαμηλού ύψους που διαθέτουν Επιδιώκουμε θερμοκρασιακή διαστρωμάτωσης του νερού, αξιοποιώντας την ανομοιόμορφη κατανομή της ηλιακής ακτινοβολίας στους απορροφητές λόγω χρήσης καμπύλων κατόπτρων γεωμετρίας CPC (Compound Parabolic Concentrators)

Προτείνεται μέθοδος βελτίωσης της αποδιδόμενης ενέργειας από θερμικούς ηλιακούς συλλέκτες και φωτοβολταϊκά, που συνίσταται στην προσθήκη απλών ανακλαστήρων ηλιακής ακτινοβολίας, οι οποίοι προσθέτουν ενέργεια στις ηλιακές συσκευές με αποτέλεσμα την αυξημένη αποδιδόμενη ενέργεια. Η μέθοδος αυτή μπορεί να εφαρμοστεί στις: (α) θερμοσιφωνικές συσκευές ζεστού νερού, (β) εγκαταστάσεις Κεντρικών Θερμικών Ηλιακών Συστημάτων (γ) εγκαταστάσεις ΦωτοβολταΪκών και υβριδικών Φωτοβολτϊκών/Θερμικών Συστημάτων

Στην διάταξη: θερμοσιφωνική συσκευή + ανακλαστήρας, αυτός μπορεί να είναι ρυθμιζόμενης κλίσης, ώστε να μεγιστοποιείται η συμβολή του για όλο το έτος. Στην διάταξη των παράλληλων σειρών συλλεκτών ή φωτοβολταϊκών + ανακλαστήρες, αυτά είναι σταθερά, αφήνοντας και ένα μικρό ελεύθερο διάκενο στην οροφή του κτηρίου για την μετακίνηση των τεχνικών συντήρησης της εγκατάστασης.

Η επίδραση των ανακλαστήρων στην αποδιδόμενη θερμότητα των συλλεκτών είναι ~ 30% ετησίως, για λειτουργία σε χαμηλές θερμοκρασίες και μπορεί να ξεπεράσει το 100% για λειτουργία των συλλεκτών σε υψηλές θερμοκρασίες. Η χρήση των ανακλαστήρων σε συνδυασμό με Φωτοβολταϊκά, επιτυγχάνει αύξηση της αποδιδόμενης ηλεκτρικής ενέργειας ακόμη και 30%.

Προτείνονται νέοι τρόποι ενσωμάτωσης των φβ στα κτήρια: (α) σε συνδυασμό με ανακλαστήρες που ενισχύουν την προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία και αυξάνουν την αποδιδόμενη ηλεκτρική ενέργεια (β) με ανάστροφη εγκατάσταση των φβ, που δεν φαίνονται, αλλά φωτίζονται με ανακλαστήρες (γ) με την χρήση φακών fresnel, όπου εκτός από την παραγωγή ενέργειας γίνεται και έλεγχος του φωτισμού και της θερμοκρασίας χώρων . Προτείνονται νέοι τρόποι ενσωμάτωσης των φωτοβολταϊκών στα κτήρια: (α) σε συνδυασμό με ανακλαστήρες που ενισχύουν την προσπίπτουσα ηλιακή ακτινοβολία και κατά συνέπεια αυξάνουν την αποδιδόμενη ηλεκτρική ενέργεια (β) με ανάστροφη εγκατάσταση των φβ, που δεν φαίνονται , αλλά φωτίζονται με ανακλαστήρες και παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια (γ) με την χρήση φακών fresnel, όπου εκτός από την παραγωγή ενέργειας, η διάταξη λειτουργεί και για τον έλεγχο του φωτισμού και της θερμοκρασίας χώρων των κτηρίων και την κάλυψη των αναγκών σε εμπορικά κέντρα, βιομηχανικά κτήρια και θερμοκήπια.

Booster Diffuse Reflectors Χρήση διάχυτων ανακλαστήρων σε εγκατάσταση φωτοβολταϊκών επί της οροφής κτηρίων Booster Diffuse Reflectors

Σας ευχαριστώ Γιάννης Τρυπαναγνωστόπουλος e-mail: yiantrip@physics.upatras.gr