Εφαρμογές υβριδικών φωτοβολταϊκών-θερμικών συσκευών

Abstract

Στην εργασία παρουσιάζονται εφαρμογές των υβριδικών φωτοβολταϊκών/θερμικών (φβ/θ) συστημάτων που περιλαμβάνουν εφαρμογές σε σπίτια, σε μεγαλύτερες εγκαταστάσεις (πολυκατοικίες ή συγκροτήματα γραφείων) και στην βιομηχανία. Στον οικιακό τομέα διερευνώνται συστήματα φυσικής (θερμοσιφωνικά) και βεβιασμένης κυκλοφορίας ενώ στις μεγαλύτερες εγκαταστάσεις όλα τα συστήματα είναι βεβιασμένης κυκλοφορίας. Οι ληφθείσες περιπτώσεις αναλύθηκαν με το πρόγραμμα TRNSYS για τις καιρικές συνθήκες δύο περιοχών, της Λευκωσίας και της Αθήνας, και διερευνήθηκε η χρήση φβ πλαισίων πολύκρυσταλλικού και άμορφου πυριτίου, θεωρώντας ότι σε κάθε περίπτωση συσκευής χρησιμοποιείται νερό για την απομάκρυνση της θερμότητας. Το μέγεθος των συστημάτων που διερευνήθηκαν είναι για τις μικρές οικιακές μονάδες, 4 m2 συλλέκτες με 160 λίτρα δεξαμενή αποθήκευσης ζεστού νερού, για τις μεγαλύτερες εγκαταστάσεις 40 m2 συλλεκτών και 1500 λίτρα δεξαμενή και για την βιομηχανική εφαρμογή 300 m2 συλλέκτες με 10 m3 δεξαμενή. Γενικά, τόσο στον οικιακό τομέα η ανάγκη για ηλεκτρική ενέργεια και για ζεστό νερό όσο και στις βιομηχανίες, που έχουν ψηλή ενεργειακή απαίτηση ηλεκτρισμού και θερμότητας, τα υβριδικά φβ/θ συστήματα μπορούν να καλύψουν μέρος αυτών των απαιτήσεων. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η ηλεκτρική απόδοση των συστημάτων που χρησιμοποιούν πολυκρυσταλλικό πυρίτιο είναι μεγαλύτερη από αυτά που χρησιμοποιούν άμορφο πυρίτιο, όμως η θερμική συνεισφορά τους είναι ελαφρώς μικρότερη. Επίσης, τα υβριδικά φβ/θ συστήματα έχουν καλύτερα οικονομικά οφέλη από τα τυπικά φβ, ενώ οι συσκευές με άμορφο πυρίτιο, αν και λιγότερο αποδοτικές στην παραγωγή ηλεκτρισμού από τις συσκευές με πολυκρυσταλλικό πυρίτιο, έχουν καλύτερα οικονομικά αποτελέσματα λόγω του μικρότερου αρχικού κόστους, δηλαδή έχουν καλύτερο λόγο κόστους/οφέλους.