Παρουσίαση διπλωματικής εργασίας Μπριντάκη Κωνσταντίνου

"Αξιολόγηση της ηλεκτρικής και θερμικής συμπεριφοράς φωτοβολταϊκού με χρήση υλικών αλλαγής φάσης"

με θέμα Αξιολόγηση της ηλεκτρικής και θερμικής συμπεριφοράς φωτοβολταϊκού με χρήση υλικών αλλαγής φάσης

Παρασκευή 2 Μαρτίου 2018, 12:00, Αίθουσα Κ2.Α3, Κτίριο ΜηΠεΡ, Πολυτεχνειούπολη

Εξεταστική Επιτροπή

     

  • Καθηγητής Θεοχάρης Τσούτσος (επιβλέπων)
  • Καθηγητής Κωσταντίνος Καλαϊτζάκης
  • Καθηγητής Μιχαήλ Λαζαρίδης

     

Περίληψη

Στo πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας διερευνήθηκε η δυνατότητα ενσωμάτωσης των Υλικών Αλλαγής Φάσης (ΥΑΦ) ως σύστημα παθητικής ψύξης, σε φωτοβολταϊκά πλαίσια, καθώς και η επίδραση τους στην ενεργειακή τους απόδοση κατά την φάση λειτουργίας τους. Δεδομένου ότι η απόδοση ενός φωτοβολταϊκού πλαισίου μειώνεται σημαντικά από την αύξηση της θερμοκρασίας του, τα τελευταία χρόνια κρίνεται επιτακτική η διαχείριση της με διάφορες τεχνικές.

Η υλοποίηση της παρούσας εργασίας εξελίχθηκε σε 2 φάσεις διεξαγωγής πειραμάτων:

  • Στην πρώτη φάση, έγινε συγκριτική αξιολόγηση των πειραματικών αποτελεσμάτων ενός φωτοβολταϊκού πλαισίου με σύστημα παθητικής ψύξης  και ενός συμβατικού πλαισίου. Το σύστημα ψύξης αποτέλεσε μια ειδική διάταξη πληρωμένη με ΥΑΦ η οποία εφαρμόζεται στο πίσω μέρος του φωτοβολταϊκού πλαισίου.
  • Στο δεύτερο μέρος του πειράματος, πραγματοποιήθηκε σειρά πειραματικών μετρήσεων για να καταστεί εφικτή η σύγκριση  της ενεργειακής απόδοσης τεσσάρων (4) φωτοβολταϊκών πλαισίων σε καθένα εκ των οποίων είχε τοποθετηθεί διάταξη ψύξης και ΥΑΦ με διαφορετικά χαρακτηριστικά ενώ ένα Φ/Β χρησιμοποιήθηκε ως αναφοράς.

Οι μετρήσεις και στις 2 φάσεις διενεργήθηκαν κάνοντας χρήση ηλεκτρονικής συσκευής του εργαστηρίου Ανανεώσιμων και Βιώσιμων Ενεργειακών Συστημάτων και του λογισμικού Realterm.

Αρχικά,  γίνεται μια γενική αναφορά στο θέμα των ΑΠΕ καθώς και του Φ/Β φαινομένου, έπειτα παρουσιάζονται παρόμοιες τεχνικές που έχουν πραγματοποιηθεί στο παρελθόν σχετικά με τη χρήση των ΥΑΦ στα φωτοβολταϊκά πλαίσια. Επιπλέον, περιέχονται κάποια θεωρητικά στοιχεία γύρω από τα ΥΑΦ. Tα αποτελέσματα παρουσιάζονται υπό μορφή διαγραμμάτων και πινάκων, και έπειτα γίνεται ανάλυση και αξιολόγηση τους προκειμένου να προκύψουν κάποια συμπεράσματα. Τέλος, γίνεται αναφορά σε συγκεκριμένες προτάσεις για περαιτέρω αξιοποίηση της παρούσας μελέτης, καθώς οι εφαρμογές ΥΑΦ βρίσκονται σε πρώιμο στάδιο.

Abstract

In this diploma thesis we investigated the possibility of incorporating Phase Change Materials (PCM) as a passive cooling system in photovoltaic panels, as well as their effect on their energy efficiency during their operational phase. Since the performance of a photovoltaic panel has been greatly reduced by the increase in its temperature, management has been imperative in recent years with various techniques.

The implementation of this work has evolved into 2 phases of experimentation:

  • In the first phase, a comparative assessment of the experimental results of a passive cooling system and a conventional frame was made. The cooling system was a special device filled with PCM applied to the back of the photovoltaic panel.
  • In the second part of the experiment, a series of experimental measurements were made to make it possible to compare the energy efficiency of four (4) photovoltaic panels in each of which a refrigeration device and a PCM with different characteristics were installed, while a PV was used as a reference.

Measurements in both phases were performed using an electronic device of the Renewable and Sustainable Energy Systems Laboratory and the Realterm software.

Initially, a general reference is made to the issue of Renewable Energy Sources as well as to the PV phenomenon, then similar techniques have been developed in the past regarding the use of Phase Change Materials in photovoltaic panels. In addition, some theoretical elements are included around the PCMs. The results are presented in the form of diagrams and tables, and then analyzed and evaluated in order to obtain some conclusions. Finally, reference is made to specific proposals for further exploitation of the present study, as PCM applications are at an early stage.