Σχεδιασμός και μοντελοποίηση
συστήματος Φ/Β–αντίστροφης
ώσμωσης άμεσης σύζευξης για
παραγωγή πόσιμου νερού

Αρβανίτης, Γεώργιος; Arvanitis, Georgios

dc.contributor.author	Αρβανίτης, Γεώργιος	el
dc.contributor.author	Arvanitis, Georgios	en
dc.date.accessioned	2026-09-02T06:52:29Z
dc.date.available	2026-09-02T06:52:29Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/65669
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.33363
dc.rights	Default License
dc.subject	Φωτοβολταϊκά	el
dc.subject	Αντίστροφη ώσμωση	el
dc.subject	Αφαλάτωση	el
dc.subject	Μοντελοποίηση	el
dc.subject	Άμεση σύζευξη	el
dc.subject	Photovoltaics	en
dc.subject	Reverse osmosis	el
dc.subject	Desalination	el
dc.subject	Direct coupling	el
dc.subject	Modelling	el
dc.title	Σχεδιασμός και μοντελοποίηση συστήματος Φ/Β–αντίστροφης ώσμωσης άμεσης σύζευξης για παραγωγή πόσιμου νερού	el
dc.contributor.department	Τομέας Θερμότητας.Εργαστήριο Ψύξης, Κλιματισμού & Ηλιακής Ενέργειας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Μηχανολογία	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2026-07-06
heal.abstract	Η αυξανόμενη ανάγκη για βιώσιμη διαχείριση υδατικών πόρων σε νησιωτικές περιοχές, σε συνδυασμό με την υψηλή διαθεσιμότητα ηλιακής ενέργειας, καθιστά ελκυστική τη χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την παραγωγή πόσιμου νερού μέσω αντίστροφης ώσμωσης. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η μελέτη και διαστασιολόγηση ενός συστήματος αντίστροφης ώσμωσης που τροφοδοτείται απευθείας από φωτοβολταϊκά, χωρίς τη χρήση αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας. Το σύστημα εξετάζεται για την κάλυψη των υδατικών αναγκών της νήσου Σίφνου, με ετήσια ζήτηση 360.000 m³ το χρόνο. Για την υλοποίηση της μελέτης αναπτύχθηκε μοντέλο σε κώδικα Matlab, το οποίο συνδέει την παραγόμενη φωτοβολταϊκή ισχύ με τη λειτουργία της μονάδας αντίστροφης ώσμωσης σε ωριαία βάση. Η διαστασιολόγηση πραγματοποιήθηκε λαμβάνοντας υπόψη ένα μεταβαλλόμενο ημερήσιο χρόνο λειτουργίας της μονάδας (4–10 ώρες), ενώ ενσωματώθηκε δεξαμενή αποθήκευσης νερού για την κάλυψη της ζήτησης. Εξετάστηκαν δύο σενάρια κατανάλωσης, ένα σταθερό και ένα μεταβαλλόμενο, με στόχο τη διερεύνηση της επίδρασης της ζήτησης στο συνολικό κόστος και στα χαρακτηριστικά του συστήματος. Η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων πραγματοποιήθηκε μέσω του δείκτη κόστους παραγόμενου νερού (LCOW). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το σενάριο μεταβαλλόμενης ζήτησης οδηγεί σε σημαντική μείωση τόσο της απαιτούμενης εγκατεστημένης ισχύος των φωτοβολταϊκών όσο και του όγκου της δεξαμενής αποθήκευσης, σε σύγκριση με το σενάριο σταθερής ζήτησης. Το ελάχιστο κόστος νερού υπολογίστηκε σε 2.26 €/m³ για τη μεταβαλλόμενη ζήτηση και σε 2.99 €/m³ για τη σταθερή ζήτηση, γεγονός που αποδίδεται στη βελτιωμένη αντιστοίχιση μεταξύ διαθεσιμότητας ηλιακής ενέργειας και υδατικών αναγκών. Η εργασία καταδεικνύει ότι η άμεση σύζευξη φωτοβολταϊκών με μονάδα αντίστροφης ώσμωσης, σε συνδυασμό με κατάλληλη διαχείριση της ζήτησης και χρήση δεξαμενής αποθήκευσης νερού, αποτελεί μια τεχνικά εφικτή και οικονομικά αποδοτική λύση για την κάλυψη υδατικών αναγκών σε νησιωτικές περιοχές, συμβάλλοντας στη μείωση του ενεργειακού κόστους και στην ενίσχυση της ενεργειακής και υδατικής αυτονομίας.	el
heal.abstract	The increasing need for sustainable water resource management in island regions, combined with the high availability of solar energy, makes the use of renewable energy sources for potable water production through reverse osmosis particularly attractive. The aim of this study is the analysis and design of a reverse osmosis system directly coupled with photovoltaic panels, without the use of electrical energy storage. The system is examined for covering the water demands of the island of Sifnos, with an annual demand of 360,000 m³. For the purposes of this study, a simulation model was developed, linking the photovoltaic power generation to the operation of the reverse osmosis unit on an hourly basis. The system was dimensioned considering a variable daily operating time of the unit (4–10 hours), while a water storage tank was incorporated to ensure demand coverage. Two consumption scenarios were investigated, namely constant and variable demand, in order to evaluate the impact of demand patterns on the overall system cost and design characteristics. The results were assessed using the levelized cost of water (LCOW) indicator. The results showed that the variable demand scenario leads to a significant reduction in both the required installed photovoltaic capacity and the volume of the storage tank, compared to the constant demand scenario. The minimum water cost was calculated at 2.26 €/m³ for variable demand and 2.99 €/m³ for constant demand. This difference is attributed to the improved matching between solar energy availability and water demand. The study demonstrates that the direct coupling of photovoltaic systems with reverse osmosis units, combined with appropriate demand management and the use of water storage, constitutes a technically feasible and economically efficient solution for meeting water needs in island regions, contributing to reduced energy costs and enhanced energy and water autonomy.	en
heal.advisorName	Τζιβανίδης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Μπραϊμάκης, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Θερμότητας. Εργαστήριο Ψύξης και Κλιματισμού	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	258
heal.fullTextAvailability	false