ΘΕΡΜΑΝΣΗ ΜΟΝΟΚΑΤΟΙΚΙΑΣ ΜΕ ΠΛΑΚΑ 70 Τ.Μ. ΜΕ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΑ

Abstract

Η συγκεκριμένη πτυχιακή εργασία έχει ως θέμα την εγκατάσταση φωτοβολταϊκών πάνελ για τη θέρμανση μονοκατοικίας 70 τ.μ. με τη χρήση ενός θερμαντικού σώματος 2000 W. Εκτός από το θερμαντικό σώμα θα λειτουργούν και άλλες συσκευές, όπως πλυντήριο, ηλεκτρικός θερμοσίφωνας, τηλεόραση κλπ. Οι συσκευές αυτές δεν θα λειτουργούν ταυτόχρονα και δεν θα λειτουργούν κάθε ημέρα της εβδομάδας, όπως το πλυντήριο ή ο ηλεκτρικός θερμοσίφωνας σε περίπτωση ηλιοφάνειας. Το θέμα αναπτύσσεται σε τέσσερα κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο αναφέρονται οι πηγές ενέργειας που έχει στη διάθεσή του ο άνθρωπος, ποιες εκμεταλλεύεται και με πιο τρόπο. Επίσης, οι πηγές ενέργειας αναλύονται σε ανανεώσιμες και μη, δίνοντας έμφαση στην ηλιακή ενέργεια καθώς είναι η πηγή ενέργειας που μας αφορά περισσότερο. Επίσης, αναλύονται οι τεχνολογίες που έχει στη διάθεσή του ο άνθρωπος για να εκμεταλλευτεί την ηλιακή ενέργεια. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται ανάλυση του φωτοβολταϊκού φαινομένου που είναι η βάση της τεχνολογίας των φωτοβολταϊκών. Αναλύεται μία φωτοβολταϊκή διάταξη καθώς και οι τύποι φωτοβολταϊκών συστημάτων. Επίσης, γίνεται ανάλυση της διαδικασίας εύρεσης της κλίσης και του προσανατολισμού των πάνελ, για μεγιστοποίηση της απόδοσης ανάλογα τη χρήση που επιθυμεί ο ιδιοκτήτης. Τέλος, αναλύονται όλα τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα που έχουν τα φωτοβολταϊκά ηλιακά συστήματα. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύεται ο τρόπος λειτουργίας μιας αυτόνομης φωτοβολταϊκής εγκατάστασης καθώς και τα μέρη που αποτελείται. Συγκεκριμένα γίνεται ανάλυση των τεσσάρων βασικών μερών της εγκατάστασης ξεκινώντας με τα φωτοβολταϊκά πάνελ, που είναι το κυριότερο κομμάτι καθώς παράγουν όλη την ενέργεια του συστήματος. Έπειτα, γίνεται μια γενική αναφορά στους ηλεκτρικούς συσσωρευτές και στη συνέχεια αναλύονται τα βασικά χαρακτηριστικά που προσδιορίζουν έναν συσσωρευτή. Επίσης, αναλύονται όλες οι υπάρχουσες κατηγορίες συσσωρευτών που υπάρχουν αυτή τη στιγμή στην αγορά. Τέλος, αναλύεται ο τρόπος λειτουργίας του ρυθμιστή φόρτισης και του μετατροπέα τάσης και της σημαντικότητας τους στη λειτουργία του συστήματος. Στο τέταρτο κεφάλαιο και το πιο σημαντικό αυτής της πτυχιακής, αναλύεται η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε και γίνεται η μελέτη της φωτοβολταϊκής εγκατάστασης. Αρχικά, αναφέρονται τα βήματα που ακολουθούμε για τη διαστασιολόγιση ενός συστήματος και ταυτόχρονα αναλύονται οι τύποι που χρησιμοποιούμε για την εύρεση σημαντικών ποσοτήτων που χρειαζόμαστε. Επίσης καταγράφονται και μερικοί χρήσιμοι πίνακες που μας βοηθούν στη διαστασιολόγιση. Στη συνέχεια γίνεται υπολογισμός στο χέρι όλων των παραγόντων που χρειαζόμαστε για τη μελέτη. Γίνεται σχεδίαση του τρόπου εγκατάστασης των φωτοβολταϊκων πάνελ σε κάτοψη αλλά και σε 3D μορφή χρησιμοποιώντας κατάλληλα σχεδιαστικά προγράμματα. Επίσης, γίνεται σχεδίαση ενός μονογραμμικού σχεδίου όλης της εγκατάστασης μαζί με το ασφαλειοδιακοπτικό υλικό. Εν συνεχεία, με τη βοήθεια προγράμματος προσομοίωσης εισάγοντας τα δεδομένα μας για διαφορετικά φορτία vi είμαστε σε θέση να πάρουμε πολλά χρήσιμα αποτελέσματα. Τα διαγράμματα από τα αποτελέσματα μας βοήθησαν στη σύγκριση των δεδομένων που επιλέξαμε και στη βελτιστοποίηση του συστήματος. Τέλος, πραγματοποιείται η τελική επιλογή των συσκευών που θα χρησιμοποιήσουμε και το κόστος της εγκατάστασης. Αναλύονται όλοι οι παράγοντες που επηρεάζουν τα έτη απόσβεσης της εγκατάστασης. Επίσης, γίνεται ανάλυση του τρόπου με τον οποίο επιδοτείται μία τέτοια εγκατάσταση και σε πιο ποσοστό. Τα συμπεράσματα που καταλήξαμε είναι ότι η συγκεκριμένη εγκατάσταση έχει σχετικά χαμηλό κόστος, το οποίο μειώνεται σημαντικά εάν επιδοτηθεί και η απόσβεσή της γίνεται σε λίγα έτη σε σχέση με τη διάρκεια της σύμβασης που θα υπογραφεί