ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΩΝ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΓΕΩΧΩΡΙΚΩΝ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ

Abstract

Η παρούσα εργασία πραγματεύεται τον υπολογισμό της επιρροής της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας σε φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις για περιοχές εντός του Ελλαδικού χώρου από τις διάφορες κλιματικές συνθήκες των περιοχών αυτών. Επίσης σκοπός της είναι η μοντελοποίηση υπολογισμών μέσω της χρήση δυναμικών γεωχωρικών δεδομένων αλλά και συγκεκριμένων μοντέλων φωτοβολταϊκών πλαισίων του εμπορίου. Στην αρχή της εργασίας αναλύθηκε η ανάγκη για τη χρήση εναλλακτικών πηγών ενέργειας, εστιάζοντας στα φωτοβολταϊκά συστήματα. Εξετάστηκαν τα είδη και ο εξοπλισμός των συστημάτων, καθώς και οι απώλειες που μπορεί να προκύψουν. Αναφορά έγινε στην απόδοση των πλαισίων και των υπόλοιπων τμημάτων, με έμφαση στις επιδράσεις του κλίματος και της θερμοκρασίας. Εξετάστηκε η σημασία της γεωγραφικής συσχέτισης με διάφορους κατασκευαστές φωτοβολταϊκών πλαισίων, επιλέγοντας περιοχές από διάφορες κλιματικές ζώνες. Επίσης, παρουσιάστηκαν και επιλέχθηκαν κατασκευαστές με διαφορετικές τεχνικές προδιαγραφές. Χρησιμοποιώντας τη βάση δεδομένων του PV.G.I.S. και σχέσεις από τη βιβλιογραφία, πραγματοποιήθηκε η μελέτη για την παραγωγή ισχύος και ενέργειας, συγκρίνοντας δύο μοντέλα υπολογισμού. Τα αποτελέσματα αναλύθηκαν, συγκρίνοντας τα με τα δεδομένα του PV.G.I.S. για την παραγόμενη ισχύ. Παρουσιάστηκαν διαφορές λόγω γεωγραφικών συνθηκών και των χαρακτηριστικών των πάνελ. Δόθηκε επιπλέον σημασία στον συντελεστή θερμοκρασίας, ο οποίος φάνηκε να επηρέασε σημαντικά τα αποτελέσματα, εμφανίζοντας ποικίλες επιδράσεις στην παραγόμενη ισχύ. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκαν υπολογισμοί για τα απαραίτητα μέρη της εγκατάστασης και στη συνέχεια, συγκρίθηκαν τέσσερεις αναστροφείς αγοράς για πλήρη αξιοποίηση της ενέργειας. Εκτιμήθηκε η οικονομική βιωσιμότητα με λεπτομερή έρευνα αγοράς και βελτιστοποίηση της σχέσης ποιότητας-τιμής. Στη συνέχεια, υπολογίστηκε η ισχύς μετά τη μετατροπή του συνεχούς ρεύματος σε εναλλασσόμενο, και διεξήχθη μελέτη για την οικονομική βελτιστοποίηση του έργου. Υπολογίστηκαν τα οικονομικά μεγέθη, όπως τα έσοδα και τα έξοδα τόσο σε ετήσια βάση όσο και στο σύνολο της διάρκειας ζωής του πιθανού έργου και ο χρόνος απόσβεσής του για κάθε περίπτωση. Επιπροσθέτως, υλοποιήθηκε πρόγραμμα σε γλώσσα προγραμματισμού Python για τη μοντελοποίηση και αναπαράσταση των δεδομένων. Επίσης, πραγματοποιήθηκε περιβαλλοντική ανάλυση, αποδεικνύοντας ότι η παραγωγή ενέργειας από τα φωτοβολταϊκά συστήματα προκαλεί λιγότερη ρύπανση από την παραγωγή ενέργειας μέσω καύσης οργανικών υλικών. Τέλος, επισημαίνεται ότι τα αποτελέσματα μπορεί να επηρεαστούν από μελλοντικές κλιματικές μεταβολές, ενώ προτείνονται τρόποι ψύξης για την αντιμετώπιση του θερμοκρασιακού προβλήματος.