Μοντελοποίηση πλωτού φωτοβολταϊκού συλλέκτη με χρήση υπολογιστικής ρευστομηχανικής

Πολυχρονάκης, Κωνσταντίνος; Polychronakis, Konstantinos

dc.contributor.author	Πολυχρονάκης, Κωνσταντίνος	el
dc.contributor.author	Polychronakis, Konstantinos	en
dc.date.accessioned	2025-07-16T09:27:40Z
dc.date.available	2025-07-16T09:27:40Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/62169
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.29865
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Παραγωγή και Διαχείριση Ενέργειας”	el
dc.rights	Default License
dc.subject	Πλωτά φωτοβολταϊκά	el
dc.subject	ΑΠΕ	el
dc.subject	CFD	en
dc.title	Μοντελοποίηση πλωτού φωτοβολταϊκού συλλέκτη με χρήση υπολογιστικής ρευστομηχανικής	el
heal.type	masterThesis
heal.classification	Παραγωγή και Διαχείριση της Ενέργειας	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2025-02-02
heal.abstract	Στην παρούσα διπλωματική εργασία εξετάζεται η θερμοκρασιακή συμπεριφορά πλωτού φωτοβολταϊκού συλλέκτη, αξιοποιώντας μεθόδους υπολογιστικής ρευστομηχανικής μέσω του λογισμικού ANSYS FLUENT 2021. Σε πρώτο στάδιο πραγματοποιήθηκε μια εκτενής βιβλιογραφική ανασκόπηση σχετικά με τις συνιστώσες που επηρεάζουν την ηλιακή ακτινοβολία, τα διάφορα είδη φωτοβολταϊκών συλλεκτών και τις κατηγορίες πλωτών φωτοβολταϊκών συστημάτων. Στα κεφάλαια 4 και 5 αναλύθηκαν τα μοντέλα υπολογιστικής ρευστομηχανικής και οι προηγούμενες σχετικές ερευνητικές εργασίες που εντοπίστηκαν στη διεθνή βιβλιογραφία. Στο 6ο κεφάλαιο, παρουσιάζεται η αναλυτική διαδικασία των προσομοιώσεων, ξεκινώντας από το στάδιο του σχεδιασμού του συλλέκτη και συνεχίζοντας με την επαλήθευση των υπολογιστικών αποτελεσμάτων μέσω του μοντέλου του Lindholm, το οποίο εφαρμόστηκε για την επιβεβαίωση των προβλέψεων της θερμοκρασιακής συμπε ριφοράς. Ακολουθεί η εκτέλεση ενός κώδικα πολυπαραμετρικής εκθετικής προεκβολής σε γλώσσα προγραμματισμού MATLAB γιατηνεπεξεργασία των δεδομένων, και στη συνέχεια εφαρμόστηκε κώδικας παρεμβολής για την εξαγωγή περισσότερων σημείων ανάμεσα στους συνδυασμούς των σχεδιαστικών παραμέτρων. Η μελέτη περιλαμβάνει πολυκριτηριακή ανάλυση ενός πλωτού φωτοβολταϊκού συλλέκτη, με παραμέτρους όπως η ταχύτητα του ανέμου, η κατεύθυνση του ανέμου και του κυματισμού, η απόσταση από την επιφάνεια του νερού και η κλίση του συλλέκτη. Επίσης, συγκρίθηκε η θερμοκρασιακή συμπεριφορά του πλωτού συλλέκτη με εκείνη του επί εδάφους συλλέκτη για διαφορετικές κατευθύνσεις του ανέμου. Από τις αναλύσεις διαπιστώθηκε ότι το ιδανικό ύψος από την επιφάνεια του νερού είναι 0,2 μέτρα, με την βέλτιστη κλίση του συλλέκτη να κυμαίνεται από 15 έως 45 μοίρες, ανάλογα με τη διεύθυνση του ανέμου και του κυματισμού, ενώ σε υψηλές ταχύτητες ανέμου η βέλτιστη κλίση είναι 45 μοίρες. ΄Οσον αφορά τη σύγκριση του πλωτού με τον επί εδάφους συλλέκτη, παρατηρήθηκε ότι η θερμοκρασιακή διαφορά ξεπερνά τους 5Κ, ανεξαρτήτως κατεύθυνσης ανέμου και κυματισμού. Η διαφορά αυτή υποδεικνύει αύξηση της απόδοσης του συλλέκτη κατά τουλάχιστον 0,5%, ακόμη και σε πολύ χαμηλές ταχύτητες ανέμου. Η μελέτη αναδεικνύει τη σημασία των εργαλείων υπολογιστικής ρευστομηχανικής στην ανάλυση της συμπεριφοράς και της απόδοσης υπεράκτιων τεχνολογιών Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, οι οποίες αναμένεται να εγκατασταθούν στον ελληνικό χώρο τα προσεχή έτη.	el
heal.advisorName	Τζιβανίδης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Καρέλλας, Σωτήριος	el
heal.committeeMemberName	Κορωνάκη, Ειρήνη	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	178 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false