dc.contributor.author | Κορογιάννος, Ιωάννης![]() |
el |
dc.contributor.author | Korogiannos, Ioannis![]() |
en |
dc.date.accessioned | 2023-03-24T10:18:09Z | |
dc.date.available | 2023-03-24T10:18:09Z | |
dc.identifier.uri | https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57301 | |
dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.24999 | |
dc.rights | Αναφορά Δημιουργού - Παρόμοια Διανομή 3.0 Ελλάδα | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/gr/ | * |
dc.subject | Φωτοβολταϊκοί Θερμικοί συλλέκτες | el |
dc.subject | Αντλία Θερμότητας | el |
dc.subject | Τριπαραγωγή | el |
dc.subject | Οικιακό σύστημα | el |
dc.subject | Αποθήκευση θερμικής ενέργειας | el |
dc.subject | Photovoltaic Thermal collectors | en |
dc.subject | Heat Pump | en |
dc.subject | Thermal energy storage | en |
dc.subject | Residential system | en |
dc.subject | Trigeneration | en |
dc.title | Μελέτη οικιακού συστήματος τριπαραγωγής με φωτοβολταϊκούς θερμικούς συλλέκτες (PV/T) και αντλία θερμότητας | el |
dc.title | Study of a residential trigeneration system with photovoltaic thermal collectors (PV/T) and heat pump | en |
heal.type | bachelorThesis | el |
heal.classification | Ενέργεια | el |
heal.classification | Θερμότητα | el |
heal.classification | Energy | en |
heal.classification | Thermal engineering | en |
heal.language | el | el |
heal.access | free | el |
heal.recordProvider | ntua | el |
heal.publicationDate | 2023-02-16 | |
heal.abstract | Τα τελευταία έτη η ανάγκη για μετάβαση στην παραγωγή πράσινης ενέργειας εμφανίζεται πιο επιτακτική από ποτέ. Η αντικατάσταση της κατανάλωσης ορυκτών καυσίμων ως πρώτη ύλη με ανανεώσιμες και άλλες πιο καθαρές πηγές ενέργειας εφαρμόζεται και στον κτιριακό τομέα, με κύριο στόχο τη μείωση της ρύπανσης και την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής. Για τον σκοπό αυτό, αναπτύσσονται διαρκώς τεχνολογίες όπως η αντλία θερμότητας, αλλά και εκείνες που εκμεταλλεύονται ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως ο ήλιος και επιδοτούνται από πολλά κράτη παγκοσμίως. Το σύστημα που εξετάστηκε στην παρούσα εργασία συνδυάζει την εγκατάσταση αντλίας θερμότητας με Φωτοβολταϊκούς-Θερμικούς συλλέκτες (PV/T), τα οποία λειτουργούν μεταξύ τους ανεξάρτητα, για την παραγωγή θέρμανσης και ψύξης με σκοπό την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών μιας κατοικίας της Αθήνας, αλλά και για την παραγωγή ηλεκτρισμού για ιδιοκατανάλωση του συστήματος. Για βελτιωμένη εκμετάλλευση της παραγόμενης ενέργειας ενσωματώθηκε σύστημα αποθήκευσης θερμικής ενέργειας. Η μελέτη ξεκίνησε από την ξεχωριστή μοντελοποίηση και διαστασιολόγηση των υποσυστημάτων. Αφού αναπτύχθηκαν τα απαραίτητα μοντέλα και κώδικες στο προγραμματιστικό περιβάλλον Matlab, συνδυάστηκαν σε έναν κεντρικό κώδικα, ο οποίος προσομοιώνει τη λειτουργία του συνολικού συστήματος για είκοσι έτη. Έπειτα, πραγματοποιήθηκε βελτιστοποίηση του συστήματος, με τη μέθοδο του γενετικού αλγορίθμου, ως προς την οικονομική και ενεργειακή αποδοτικότητά του, με παραμέτρους την επιφάνεια των συλλεκτών και τον όγκο της δεξαμενής αποθήκευσης θερμικής ενέργειας. Για τη βέλτιστη λύση που προέκυψε παρουσιάστηκαν τα αποτελέσματα της εικοσαετούς λειτουργίας της διάταξης. Η βέλτιστη λύση ήταν αρκετά ικανοποιητική, καθώς για 12,7 m2 επιφάνεια συλλεκτών και όγκο δεξαμενής 5 m3 προέκυψε το Σταθμισμένο Κόστος Ενέργειας ίσο με 0,0522 €/kWh. Αυτό καθιστά μια πιθανή επένδυση στην εγκατάσταση ενός τέτοιου συστήματος ελκυστική, απαιτώντας, βέβαια, υψηλό αρχικό κεφάλαιο, ίσο με €15.258. Με τη συμμετοχή των PV/T στο πρόγραμμα του ενεργειακού συμψηφισμού και την κάλυψη των απαιτήσεων του συστήματος σε ηλεκτρικό ρεύμα μέσω της ηλεκτροπαραγωγής τους, μειώνονται σε υψηλό ποσοστό τα έξοδα για αγορά ηλεκτρικού ρεύματος, ενώ η θερμοπαραγωγή τους καλύπτει σε υψηλό βαθμό τα φορτία θερμικής ενέργειας της κατοικίας. Σχεδιάστηκε, συνεπώς, ένα απλό στην εγκατάσταση, λειτουργία και συντήρηση σύστημα τριπαραγωγής, το οποίο είναι ενεργειακά και οικονομικά αποδοτικό και συμβάλλει παράλληλα στην πράσινη ενεργειακή μετάβαση. | el |
heal.abstract | The necessity to transition to the production of green energy in recent years has never been more pressing. In order to reduce pollution and combat climate change, the building industry is also implementing the replacement of fossil fuel usage as a raw material with renewable and other cleaner sources of energy. To this purpose, numerous nations throughout the world are continually developing and providing subsidies for technologies like the heat pump as well as those that make use of renewable energy sources like the sun. The system under consideration in this study combines the installation of a heat pump with Photovoltaic-Thermal (PV/T) collectors, which work independently of one another, to generate power for the system's own use as well as heating and cooling for a home in Athens. To better utilize the energy generated, a thermal energy storage system was included. The independent modeling and sizing of the subsystems served as the study's foundation. A core code that replicates the functioning of the entire system for twenty years was created after the relevant models and codes were constructed in the Matlab programming environment. After that, the system's economic and energy efficiency were optimized using the genetic algorithm method, with the surface area of the collectors and the volume of the thermal energy storage tank serving as parameters. The findings of the setup's twenty-year operation were provided for the optimized solution found. The Levelized Cost Of Energy was achieved equal to 0.0522 €/kWh for 12.7 m2 of collector surface and 5 m3 of tank volume, making the ideal solution pretty satisfactory. This makes it appealing to consider investing in the installation of such a system, which naturally requires a large initial cost of €15,258. The expenses for purchasing electricity are greatly lowered by PV/T's involvement in the net metering program and the covering of the system's electricity needs by their electricity generation, while their thermal generation substantially covers the thermal energy loads of the residence. As a result, a tri-generation system that is easy to install, run, and maintain while also being energy and financially efficient was developed, contributing at the same time towards a green energy transition. | en |
heal.advisorName | Καρέλλας, Σωτήριος | el |
heal.committeeMemberName | Κακαράς, Εμμανουήλ | el |
heal.committeeMemberName | Χουντάλας, Δημήτριος | el |
heal.academicPublisher | Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ατμοκινητήρων και Λεβήτων | el |
heal.academicPublisherID | ntua | el |
heal.numberOfPages | 104 σ. | el |
heal.fullTextAvailability | false |
Οι παρακάτω άδειες σχετίζονται με αυτό το τεκμήριο: