Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας της κας Ευαγγελίας Διαλυνά

Βελτιστοποίηση θερμικής συμπεριφοράς και ενεργειακής απόδοσης φωτοβολταϊκού πλαισίου με τη χρήση υλικών αλλαγής φάσης»

με θέμα Βελτιστοποίηση θερμικής συμπεριφοράς και ενεργειακής απόδοσης φωτοβολταϊκού πλαισίου με τη χρήση υλικών αλλαγής φάσης»

Παρασκευή 27 Σεπτεμβρίου 2019, Ώρα: 13:00 Αίθουσα: Κ2.Α3

Εξεταστική Επιτροπή

  • Καθηγητής Θεοχάρης Τσούτσος (Επιβλέπων)
  • Καθηγητής Μιχαήλ Λαζαρίδης
  • Επ. Καθηγήτρια Μαρία Μανδαλάκη

Περίληψη:

Η θερμοκρασία λειτουργίας του φωτοβολταϊκού πλαισίου είναι ένας από τους κυριότερους παράγοντες που καθορίζουν τη παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια. Η αύξηση της θερμοκρασίας μειώνει την ενεργειακή απόδοση του φωτοβολταϊκού πλαισίου, κρίνεται λοιπόν σημαντική η εύρεση μεθόδων ελέγχου της θερμοκρασίας που αναπτύσσεται στην επιφάνεια του.

 

  Στη παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η παθητική ψύξη φωτοβολταϊκών πλαισίων με τη χρήση υλικών αλλαγής φάσης. Ειδικότερα, εξετάστηκε η θερμική συμπεριφορά και η ενεργειακή απόδοση τεσσάρων όμοιων φωτοβολταϊκών. Στην οπίσθια επιφάνεια των τριών φωτοβολταϊκών πλαισίων ενσωματώθηκαν ειδικά δοχεία, τα οποία πληρώθηκαν με υλικά αλλαγής φάσης, ενώ το τέταρτο φωτοβολταΪκό αποτέλεσε το πλαίσιο αναφοράς. Τα μελετώμενα φωτοβολταϊκά είχαν ονομαστική ισχύ 10W και σε κάθε ένα ενσωματώθηκε διαφορετικό υλικό αλλαγής φάσης. Τα υλικά αλλαγής φάσης, τα οποία διερευνήθηκαν ήταν τα PCM RT 27, PCM RT 31 και PCM RT 35 HC της Rubitherm, με θερμοκρασία τήξης  27°Ϲ, 31°Ϲ και 35°Ϲ, αντίστοιχα.

 

  Τα φωτοβολταϊκά  μελετήθηκαν σε πραγματικές περιβαλλοντικές συνθήκες για χρονικό διάστημα έξι μηνών (Φεβρουάριος 2019 - Ιούλιος 2019). Συνολικά, διεξήχθησαν πενήντα ημερήσιες μετρήσεις, κατά τις οποίες καταγράφηκαν δεδομένα τάσης και έντασης ρεύματος, πυκνότητας ηλιακής ισχύος, θερμοκρασίας λειτουργίας οπίσθιας και εμπρόσθιας επιφάνειας των πλαισίων. Με κατάλληλη επεξεργασία των πειραματικών δεδομένων προσδιορίστηκε η ημερήσια ενεργειακή παραγωγή και η μέση απόδοση των φωτοβολταϊκών κάθε εξεταζόμενης μέρας. Στη συνέχεια, πραγματοποιήθηκε σύγκριση των θερμοκρασιών λειτουργίας και της ενεργειακής απόδοσης μεταξύ του φωτοβολταϊκού  αναφοράς και  των φωτοβολταϊκών που είχαν ενσωματωθεί τα υλικά αλλαγής φάσης. Τα αποτελέσματα τα οποία προέκυψαν έδειξαν ότι το φωτοβολταϊκό πλαίσιο με το PCM RT 27, είχε τη βέλτιστη ενεργειακή συμπεριφορά, παρουσιάζοντας αύξηση κατά μέσο όρο 0.34% στην ενεργειακή του απόδοση σε σχέση  με το πλαίσιο αναφοράς. Η αντίστοιχη αύξηση που επιτεύχθηκε για το φωτοβολταϊκό  με το PCM RT 31 ήταν 0.12%, ενώ το φωτοβολταϊκό με το PCM RT 35 δε σημείωσε βελτίωση και το 64% των πειραματικών μετρήσεων είχε τη μικρότερη ενεργειακή παραγωγή