Upload
others
View
7
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ΕξοικονόμησηΕνέργειαςμεχρήσηΗλιακώνΘερμικώνΣυστημάτων
Δρ.ΓεώργιοςΜαρτινόπουλοςΣχολήΕπιστημώνΤεχνολογίας
ΔιεθνέςΠανεπιστήμιοτηςΕλλάδος
ΧρήσηΕνέργειαςστονΚτιριακόΤομέα
• Ο κ τ ιρ ιακός τομέας σ τηνΕυρωπαϊκή Ένωση (ΕΕ) είναιυπεύθυνος για σχεδόν 40% τηςτελικήςκατανάλωσηςενέργειας.
• Σ τ η χώρα μα ς , η τ ε λ ι κ ήκατανάλωση ενέργειας τουκτιριακού τομέα κυμάνθηκε στο34% της συνολικής ζήτησηςενέργειας.
• Συνολικά περισσότερα από 3ΜΤΙΠ καταναλώθηκαν στη χώραμας για τη κάλυψη των αναγκώνσε θέρμανση χώρων και ζεστούνερούχρήσης(ΖΝΧ).
EU
Ελλάδα
Πηγή:Odysee,EU
ΧρήσηΕνέργειαςστονΚτιριακόΤομέα
• ΗΕΕστηνπροσπάθειατηςγιατονπεριορισμότωνεκπομπώνCO2καθώς και για την περαιτέρω προώθηση των ΑνανεώσιμωνΠηγώνΕνέργειας(ΑΠΕ)εξέδωσετηνΟδηγία2009/28/EΕ.
• ΤαΚράτη-ΜέληπρέπεινααυξήσουντησυμμετοχήτωνΑΠΕστοισοζύγιοτουςστο20%μέχριτο2020,ενώμέχριτο2050ηχρήσηενέργειαςστουπάρχονκτιριακόδυναμικόθαπρέπειναμειωθείκατά80%συγκριτικάμεταεπίπεδατου2010.
• Επίσης60%τωναναγκώνσεζεστόνερόχρήσης(ΖΝΧ)θαπρέπεινακαλύπτεταιαπόηλιακάθερμικάσυστήματα.
• Η συνολικά εγκατεστημένηθερμική ισχύς των ηλιακώνθ ερμ ι κών συσ τημά τωνπαγκοσμίωςέφτασεστατέλητου2014τα406GWth.
• Στην ΕΕ το μεγαλύτεροποσοστό καλύπτουν ο ιεπίπεδοι ηλιακοί συλλέκτεςγιαπαραγωγήΖΝΧ.
• Τα τελευταία χρόνια όμωςπαρατηρείταιμιααύξησητουαριθμού των συστημάτων“Combi”και“Combi+”.
Πηγή:SolarHeatWorldwide,2015
ΑγοράΗλιακώνΘερμικώνΣυστημάτων
ΗλιακάΘερμικάΣυστήματα
Ταηλιακάθερμικάμπορούνναχρησιμοποιηθούνγια:§ Θέρμανσηζεστούνερούχρήσης(ΖΝΧ)§ Θέρμανσηχώρων§ Ψύξη-ΗλιακόΚλιματισμό
ΤύποιΗλιακώνΣυλλεκτών
Επίπεδοι Κενού
ΤύποιΕπίπεδωνΗλιακώνΣυλλεκτών
Σύνδεσηαπορροφητήκαιυδραυλικήςδιάταξης
ΥδραυλικήΔιάταξη
ΚαμπύληΑπόδοσηςΗλιακώνΣυλλεκτών
Πηγή:ΤΟΤΕΕ
ΚαμπύληΑπόδοσηςΗλιακώνΣυλλεκτών
0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.94
5
6
7
8
9
10
n0
U0
ΜεγαλύτερηΑπόδοση
Μαύρηβαφή
Επιλεκτικό
Ημι-επιλεκτικό
Σωστόςσχεδιασμός:• θερμογέφυρες• μέγεθοςσωληνώσεων• απόστασησωλήνων
Πηγή:ΙΗΤ
ΧρήσηΗλιακώνΘερμοσιφωνικώνΣυστημάτων
Πηγή:ESTIF
ΧρήσηΗλιακώνΘερμοσιφωνικώνΣυστημάτων
GIS_Corrected_Basic DATA_3.†45117,01 - 121,00
121,01 - 125,00
125,01 - 129,00
129,01 - 133,00
133,01 - 137,00
137,01 - 141,00
141,01 - 145,00
145,01 - 149,00
ΈντασηΗλιακήςΑκτινοβολίας(kWh/m2)
Ta[°C] Tw[°C]
14,01-15,00 15,01-16,00
16,01-17,00 17,01-18,00
18,01-19,00 19,01-20,00
20,01-21,00
ΧρήσηΗλιακώνΘερμοσιφωνικώνΣυστημάτων
ΧρήσηΗλιακώνΘερμοσιφωνικώνΣυστημάτων
ΕτήσιακάλυψησεόλητηνεπικράτειαγιαμιατετραμελήοικογένειαμεχρήσηΗΘΣσυλλεκτικήςεπιφάνειας3,1m2
(επιλεκτική)και160ltθερμοδοχείοσεκλίση45°
ΗλιακάΘερμικάΣυστήματαΘέρμανσηςΧώρου
Τασυστήματααυτάμπορούν,αναλόγωςτουμεγέθουςτουςνακαλύψουναπό40–70%τωνσυνολικώνθερμικώναπαιτήσεων.Πρέπει να σχεδιάζονται με προσοχή ώστε να αποφεύγονται προβλήματα υπερθέρμανσηςκατάτουςκαλοκαιρινούςμήνες.Επίσηςπρέπειναεπιδιώκεταιχαμηλήθερμοκρασίαεπιστροφήςαπότοκύκλωμαθέρμανσηςχώρου(30-34°C).
ΗλιακάΘερμικάΣυστήματαΘέρμανσηςΧώρου
ΗλιακάΘερμικάΣυστήματαΘέρμανσηςΧώρων
Ηδυνατότητακάλυψηςτουθερμικούφορτίουμια τυπικής κατοικίας 120 m² η οποία έχεικατασκευαστεί σύμφωναμε τον ΚΕΝΑΚμε τηχρήση ενός ηλιακού θερμικού συστήματοςκυμαίνεταιμεταξύ40 και 90%ανάλογαμε τομέγεθος του συστήματος και την τοποθεσίατου.
Ένα τυπικό σύστημα αποτελείται από μιασυστοιχία ηλιακών συλλεκτών η οποίαχρησιμοποιεί εξωτερικό εναλλάκτη για τημεταφορά θερμότητας στην κύρια δεξαμενήαποθήκευσης και βοηθητικό λέβητα ενώσυνδυάζεται με ενδοδαπέδια θέρμανση ήάλλοσύστημαχαμηλώνθερμοκρασιών.
ΕνδεικτικάΦορτίαΚτιρίουστις4ζώνες
• Για τον υπολογισμό των φορτίων ηεσωτερική θερμοκρασία του κτιρίουορίζεται στους26°Cγιατηπερίοδοψύξηςκαιστους20°Cγιατηνπερίοδοθέρμανσης.
• Ταθερμικάκαιψυκτικάφορτίατουκτιρίουόπως υπολογίζονται με το λογισμικό TEEKENAKπαρουσιάζονταισταδιαγράμματα.
Επίδρασηεπιφάνειαςκαιχωρητικότηταςστηνκάλυψη
• Γενικά η αύξηση της συλλεκτικήςεπιφάνειαςέχειμεγαλύτερηεπίδρασηαπό την αύξηση της χωρητικότηταςτουθερμοδοχείουενώείναιεφικτήηεπίτευξη κάλυψης 60%ακόμα και μεμικρά συστήματα (ενδεικτικά γιαεγκατάστασηστηνΑθήνα).
Κάλυψηστις4ζώνεςκαιχρόνοςαπόσβεσης
Περιοχή Σύστημαμετην
μεγαλύτερηΚαθαρή
ΠαρούσαΑξία
[m²/l]
Συνολική
κάλυψη
ΚαθαρήΠαρούσα
Αξία
[€]
Σύστημαμετηνπιο
γρήγορη
αποπληρωμή
[m²/l]
Συνολική
κάλυψη
Έτη
Αποπληρωμής
Φλώρινα 26/1,250 53% 21,268 16/750 40% 4.87
Θεσσαλονίκη 26/1,000 64% 16,672 12/750 44% 5.46
Αθήνα 26/750 83% 14,817 12/750 64% 5.48
Ηράκλειο 18/750 89% 9,530 12/750 82% 6.45
• Ηχρήσηηλιακώνσυστημάτωνστον κτιριακό τομέα είναι εφικτόναοδηγήσεισεκαλύψειςάνωτου50%τωνσυνολικώνθερμικώναναγκών για κτίρια τα οποία έχουν κτισθεί μετά την εφαρμογήτου ΚΕΝΑΚ και επομένως και για κτίρια τα οποία θαακολουθήσουν τη φιλοσοφία του κτιρίου σχεδόν μηδενικήςκατανάλωσηςενέργειας.
• Στα νεόκτιστα κτίρια το κύριο πρόβλημα είναι ότι το θερμικόφορτίογια τοΖΝΧδενμπορεί νασυμπιεσθείμεαποτέλεσμαναμην είναι δυνατή και η περαιτέρω συμπίεση του συνολικούαπαιτούμενουφορτίου.
• Υπάρχεικίνδυνοςυπερθέρμανσηςτοκαλοκαίριλόγωτηςμεγάληςπαραγωγής θερμότητας αλλά και του μικρού ζητούμενουφορτίου.
Κάλυψηστις4ζώνεςκαιοικονομικόόφελος
ΗλιακάΣυστήματαΚλιματισμού
Πηγή:Climasol
ΗλιακάΣυστήματαΚλιματισμού
Πηγή:Climasol
ΗλιακάΣυστήματαΚλιματισμού
Κύριος περιοριστικός παράγοντας στην εισαγωγή του στονοικιακό τομέα η περιορισμένη διαθεσιμότητα ψυκτώνμικρήςεγκατεστημένηςισχύος.
Ερωτήσεις;
Δρ.ΓεώργιοςΜαρτινόπουλος