heal.abstract |
Από τα σοβαρότερα σύγχρονα προβλήματα παγκοσμίως είναι η υποβάθμιση του περιβάλλοντος και η εξάντληση των συμβατικών ορυκτών καυσίμων. Το ενεργειακό και περιβαλλοντικό πρόβλημα εντοπίζεται στην αναζήτηση επάρκειας πηγών ενέργειας καθώς και στη συνεχώς αυξανόμενη επιβάρυνση του περιβάλλοντος.
Για το λόγο αυτό, έχει ξεκινήσει μια προσπάθεια για τη μείωση των επιπτώσεων του προβλήματος με κύριους άξονες, την ορθολογική χρήση της ενέργειας και την εφαρμογή τεχνολογιών εξοικονόμησής της, καθώς και την εκμετάλλευση φιλικών προς το περιβάλλον ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Μέχρι σήμερα, ο τρόπος που παραγόταν η ενέργεια ήταν κυρίως μέσω της χρήσης ορυκτών καυσίμων. Οι συμβατικές μέθοδοι ηλεκτροπαραγωγής όμως, δε θεωρούνται πλέον αποδοτικές καθώς μετατρέπουν μόνο το ένα τρίτο της ενέργειας του καυσίμου σε ωφέλιμη ενέργεια. Η ολική κατανάλωση καυσίμων δύναται να μειωθεί σημαντικά εάν εφαρμοστεί η Συμπαραγωγή Ηλεκτρισμού και Θέρμανσης (Σ.Η.Θ). Με τη μέθοδο της συνδυασμένης παραγωγής ηλεκτρισμού-θερμότητας σημαντικό μέρος της παραγόμενης θερμότητας ανακτάται και χρησιμοποιείται ωφέλιμα.
Ένας από τους τομείς όπου μπορούν να ενσωματωθούν αυτόνομα ενεργειακά συστήματα είναι ο τομέας των κτηρίων. Έτσι, η ανάγκη για χρήση των συστημάτων συμπαραγωγής στον οικιακό τομέα αυξάνεται ραγδαία, επειδή έχουν την ικανότητα ταυτόχρονης παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και θερμότητας από μία μόνο πηγή καυσίμων.
Στα πλαίσια των απαιτήσεων αυτών κινείται η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία, σκοπός της οποίας είναι η αξιολόγηση της εφαρμογής συστημάτων μικρό-συμπαραγωγής στον οικιακό τομέα. Για να γίνει η εκτίμηση της ενεργειακής και οικονομικής βιωσιμότητας μιας τέτοιας επένδυσης πραγματοποιείται προσομοίωση της λειτουργίας τέτοιων μονάδων. Για την άντληση συνολικής εικόνας προσομοιώνεται αρχικά η λειτουργία συμβατικών συστημάτων θέρμανσης (λέβητας πετρελαίου, λέβητας φυσικού αερίου). Στη συνέχεια προσομοιώνεται η λειτουργία μονάδων μικρό-συμπαραγωγής, εξετάζοντας δύο διαφορετικές περιπτώσεις. Στην πρώτη περίπτωση η υπό εξέταση μονάδα έχει θερμική ισχύ μεταξύ 100% και 120% της μέγιστης θερμικής απαίτησης της κατοικίας, ενώ στη δεύτερη η θερμική ισχύς της μονάδας είναι μεταξύ 30% και 50% της μέγιστης θερμικής απαίτησης, με ταυτόχρονη χρήση θερμοδοχείου για αποθήκευση θερμότητας. Ακολουθεί οικονομοτεχνική ανάλυση όλων των περιπτώσεων που μελετήθηκαν, υπολογίζοντας τα ετήσια ενεργειακά κόστη για τη λειτουργία των συμβατικών συστημάτων θέρμανσης και των μονάδων μικρό-συμπαραγωγής καθώς και της απόσβεσης του επιπλέον κόστους επένδυσης που απαιτείται για την εγκατάσταση των μονάδων μ-ΣΗΘ. Τέλος, γίνεται παραμετρική ανάλυση όλων των αποτελεσμάτων και στοιχειοθετείται ένα βέλτιστο σενάριο εγκατάστασης στο οποίο ορίζονται βασικές απαιτήσεις και πρακτικές για τη βιωσιμότερη επένδυση. |
el |